JP3422169B2 - Purification device - Google Patents

Purification device

Info

Publication number
JP3422169B2
JP3422169B2 JP06132496A JP6132496A JP3422169B2 JP 3422169 B2 JP3422169 B2 JP 3422169B2 JP 06132496 A JP06132496 A JP 06132496A JP 6132496 A JP6132496 A JP 6132496A JP 3422169 B2 JP3422169 B2 JP 3422169B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
treated
filtration
tank
filtration tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP06132496A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0947772A (en
Inventor
哲也 田中
浩一 都築
隆司 水守
武夫 高木
裕明 依田
和男 小林
裕明 岡島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP06132496A priority Critical patent/JP3422169B2/en
Publication of JPH0947772A publication Critical patent/JPH0947772A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3422169B2 publication Critical patent/JP3422169B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Landscapes

  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生活雑排水,家畜
尿汚水,下水等の流入により、窒素やリン等の栄養塩類
の濃度が高くなって汚濁した湖沼や池の水を浄化処理す
る浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to purification for purifying water in lakes and ponds polluted by the inflow of household wastewater, urine sewage from domestic animals, sewage, etc., resulting in high concentrations of nutrients such as nitrogen and phosphorus. Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】わが国における水の使用量は年々増加し
ている。例えば、総務庁統計局のまとめでは、上水道,
簡易水道,専用水道を合わせた年間給水量は、昭和60
年度当時には151.6億トンであったが、平成3年度
には167.8億トンに増加している。このことは排水
量の増加をも意味しており、この排水の流入によって河
川や湖沼の水質が悪化している。各種の水質改善策によ
って河川の水質は、全体としては、徐々に改善の傾向を
示しているが、河川とは異なり、湖沼やダムなどのよう
な閉鎖系水域では、依然として富栄養化に伴う水質の悪
化が大きな問題になっている。しかも、最近の20年間
では、水道水源に占める湖沼やダムの割合が20%から
35%に増加する(高橋裕 編:首都圏の水−その将来
を考える東大出版会p.114)など、安定した水供給
のために、水源を河川から湖沼やダムへ転換してきたこ
とが、これらの水域の水質問題をより深刻なものにして
おり、水質保全システムの確立が強く求められている。
2. Description of the Related Art The amount of water used in Japan has been increasing year by year. For example, in the summary of the Statistics Bureau of the General Affairs Agency,
Annual water supply including simple water supply and dedicated water supply is 60
It was 15.16 billion tons at the time of the year, but it increased to 16.78 billion tons in 1991. This also means an increase in the amount of drainage, and the inflow of this drainage deteriorates the water quality of rivers and lakes. As a whole, the water quality of rivers has been gradually improving due to various water quality improvement measures, but unlike rivers, water quality due to eutrophication is still present in closed water bodies such as lakes and dams. Deterioration has become a big problem. Moreover, over the last 20 years, the ratio of lakes and dams to tap water sources has increased from 20% to 35% (Yutaka Takahashi: Water in the metropolitan area-Tokyo University Press p.114). Since the water source has been changed from rivers to lakes and dams for the purpose of supplying such water, the water quality problem in these waters has become more serious, and the establishment of a water quality conservation system is strongly required.

【0003】霞ヶ浦や手賀沼などのように汚濁の進んだ
湖沼の多くは、湖面積に対する集水域の面積の割合が大
きく(霞ヶ浦で8.3、手賀沼で23)、また、集水域
の人口が多いので流入負荷が大きい。また、湖岸の改変
が進んでいて自然の浄化力が低下している。これらの湖
沼での水質汚濁に対する根本的対策は、下水道の整備等
による流入負荷の削減と周辺及び湖岸の自然を復活して
自然浄化力を回復させることである。しかし、これらの
対策は何れも長期間を要するので、同時に比較的速効性
のある湖内対策を講じることも必要である。水質汚濁が
進んだ湖沼では、湖底に堆積した栄養塩が溶出すること
による内部負荷も無視できない。例えば、霞ヶ浦では、
夏期に湖底から溶出する窒素の量は外部からの流入量に
略匹敵し、リンについても内部負荷は外部負荷の50%
に相当する(細見:底質からの窒素およびリンの溶出と
その制御 水環境学会誌 16(2) p.23−27
1993)。内部負荷の削減には、浚渫により湖底に堆
積した栄養塩を除去したり、湖底の覆土によって栄養塩
の流出を防止することが効果的である。しかしながら、
このように対策した湖底も何れは植物プランクトンの死
骸などで覆われてしまい、対策の効果が消滅してしま
う。前記水環境学会誌によれば、湯の湖を対象として浚
渫や覆土の効果をシミュレーションで予測しているが、
その効果は2〜5年で消滅してしまう。
In many polluted lakes such as Kasumigaura and Teganuma, the ratio of the catchment area to the lake area is large (8.3 in Kasumigaura and 23 in Teganuma), and the population of the catchment area is large. Inflow load is large because there are many. In addition, the lake's shore is being modified and the natural purification power is declining. The fundamental measures against water pollution in these lakes are to reduce the inflow load by improving the sewer system and to restore the nature of the surrounding area and the lakeshore to restore the natural purification power. However, since all of these measures require a long period of time, it is also necessary to take measures for lakes that are relatively fast-acting at the same time. In lakes and marshes where water pollution has progressed, the internal load due to the elution of nutrient salts deposited on the bottom of the lake cannot be ignored. For example, in Kasumigaura,
The amount of nitrogen that elutes from the bottom of the lake in the summer is almost equal to the amount of inflow from the outside, and the internal load of phosphorus is 50% of the external load.
(Hosomi: Leaching of nitrogen and phosphorus from sediment and its control) Journal of Japan Society on Water Environment 16 (2) p.23-27
1993). To reduce the internal load, it is effective to remove the nutrient salts deposited on the bottom of the lake by dredging and prevent the nutrient salts from flowing out by covering the bottom of the lake. However,
The bottom of the lake thus treated will eventually be covered with carcasses of phytoplankton, and the effect of the countermeasure will disappear. According to the Journal of the Japan Society on Water Environment, the effects of dredging and covering soil are predicted by simulation for the lake of Yuno,
The effect will disappear in 2 to 5 years.

【0004】従って、湖内対策としては、湖底の対策と
は別に、植物プランクトンの量を減らす手段を講じるこ
とが必要である。植物プランクトンの量を削減する手段
としては、(1)植食性の魚(ソウギョなど)などの放
流、(2)植物プランクトンの直接除去、(3)湖水中
からの栄養塩の直接除去、などが考えられる。
Therefore, it is necessary to take measures for reducing the amount of phytoplankton in the lake, in addition to the measures for the bottom of the lake. Measures to reduce the amount of phytoplankton include (1) release of herbivorous fish (such as grass carp), (2) direct removal of phytoplankton, and (3) direct removal of nutrients from lake water. Conceivable.

【0005】このうち、(1)については、特定種の魚
などが特異的に繁殖することによる生態系への影響が解
明されていない現状では、本格的な実施は困難である。
そして、(2)及び(3)については、植物プランクト
ンやその他の有機汚濁物を含んだ有機性の湖沼水(原
水)を浄化する場合は、生物膜を使った接触浄化処理が
多く用いられている。この浄化処理方法は、接触材(濾
材)を充填した濾過槽に原水を通過させることによって
原水中の有機汚濁物を除去するものであるが、原水中に
存在する各種の微生物が接触材上に付着及び増殖して該
接触材の表面に生物膜を形成し、その微生物の作用が主
たる浄化処理機能であることから、生物膜濾過と呼ばれ
ることもある。
Of these, regarding (1), it is difficult to carry out full-scale implementation under the present circumstances where the effect on the ecosystem due to the specific breeding of fish of a specific species has not been clarified.
Regarding (2) and (3), when purifying organic lake water (raw water) containing phytoplankton and other organic pollutants, contact purification treatment using biofilm is often used. There is. This purification method removes organic contaminants in raw water by passing the raw water through a filter tank filled with contact material (filter material). It is sometimes called biofilm filtration because it adheres and proliferates to form a biofilm on the surface of the contact material, and the action of microorganisms is the main purification treatment function.

【0006】その1つに接触曝気式水処理法がある。こ
の接触曝気式水処理法を実施する処理装置として、被処
理水を好気性微生物を付着させた接触体に触れさせなが
ら、上流側から下流側に幾つかに分割された段を流下さ
せる間に処理する多段型の処理装置が知られている。そ
の中で特開昭62−74489号公報に記載された浄化
装置は、接触曝気槽を汚水発生源から離れた地中に埋設
して、多段型処理槽が地上に出ないようにしている。
One of them is a contact aeration type water treatment method. As a treatment device for carrying out this contact aeration-type water treatment method, while contacting the water to be treated with the contact body to which aerobic microorganisms are adhered, while flowing down several stages from the upstream side to the downstream side A multi-stage processing apparatus for processing is known. Among them, in the purifying device described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-74489, the contact aeration tank is buried in the ground away from the wastewater generation source so that the multi-stage processing tank does not go out on the ground.

【0007】また、他の接触浄化法としては、濾過部材
に生物膜を付着させてその中に原水を導く、浸漬濾床式
接触浄化法がある。この場合、浸漬濾床として生物膜層
が付着した接触体を固定する固定床式と、接触材として
粒径が小さな粒子を用いて被処理水を下から上向きに流
し、接触材が濾過槽から流出しない程度に、被処理水の
流れで該接触材を流動させる流動床式の2種類があり、
例えば、特開平1−218691号公報には、非常に高
濃度の原水の処理を、曝気を併用した流動床式接触浄化
法を用いて、処理場で処理する例が記載されている。ま
た、特開平6−99185号公報には、水中に埋没した
流動床に空気を混入した被処理水を流入して浄化処理す
る例が記載されている。
Further, as another catalytic purification method, there is an immersion filter bed catalytic purification method in which a biofilm is attached to a filtration member and raw water is introduced into the biofilm. In this case, the fixed bed type that fixes the contact body with the biofilm layer as the immersion filter bed, and the particles to be treated with small particle size as the contact material, the water to be treated is flowed upward from below, and the contact material is removed from the filtration tank. There are two types of fluidized bed type in which the contact material is made to flow by the flow of the water to be treated so as not to flow out.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-218691 describes an example of treating raw water having an extremely high concentration in a treatment plant by using a fluidized bed catalytic purification method in which aeration is also used. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-99185 describes an example in which water to be treated mixed with air is introduced into a fluidized bed buried in water to perform purification treatment.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】湖沼や池の浄化では、
それに要するエネルギーが小さいことやメンテナンス作
業が容易あるいは不必要であることが求められる。前述
した生物膜濾過方式は、浄化処理に伴う汚泥の発生量が
少ないことと生物作用による浄化処理であることから、
必要なエネルギーが小さくて済むという利点がある。ま
た、生物膜濾過方式のうちでも流動床式は、目詰まりが
少なく、メンテナンス作業が容易であるという利点をも
つ。
[Problems to be Solved by the Invention] In purification of lakes and ponds,
The energy required for this is required to be small, and maintenance work is required to be easy or unnecessary. Since the biofilm filtration method described above is a purification process by biological action due to the small amount of sludge generated by the purification process,
It has the advantage of requiring less energy. Further, of the biofilm filtration systems, the fluidized bed system has the advantages of less clogging and easier maintenance work.

【0009】しかしながら、このような利点をもった流
動床式の生物膜濾過方式の浄化装置も、実際の装置とし
て考えると、それらの利点を真に生かすためには、解決
しなければならない幾つかの課題がある。先ず第1に
は、装置として真に省エネルギー化するための課題であ
る。流動床式では、濾過槽部分に水を流す際に必要な水
頭(圧力)はたかだか1mから2m程度である。ところ
が、湖沼や池の岸辺や周辺地区に浄化処理設備を設置し
て浄化処理を実施しようとすると、原水を取水口から処
理場まで移動させるための水路の圧力損失分と、水面よ
りも水位の高い処理場に原水を送り込むために、実際に
は、浄化処理に必要な最小限のエネルギーに比べて相当
大きなエネルギーが必要となる。第2は、メンテナンス
作業に関する点である。先に述べた、特開平6−991
85号公報で提案されている方法は、流動床の処理槽
(濾過槽)の全体を水中に水没させる方式であり、装置
を湖岸に設置する場合のように大きな搬送エネルギーを
必要とはしない。しかし、メンテナンス作業上の問題が
生じてしまう。生物膜濾過方式の場合、浄化処理に伴う
汚泥の発生量は少ないが、完全に零ではない。流動床式
濾過においても、接触材の表面に繁殖した微生物の膜が
ある期間を過ぎると膜厚が厚くなり過ぎて接触材から剥
離して汚泥になることはよく知られている。また、流動
床濾過では土砂の粒子などのような無機の懸濁物は除去
できない。従って、時折、接触材から生物膜が剥離して
生じる汚泥と水中の無機懸濁物は速やかに処理槽外に排
出しなければ、結局、これらが処理槽内に堆積して目詰
まりを発生することになる。しかるに、特開平6−99
185号公報で提案している技術では、処理装置が完全
に水没しているので、そのような汚泥あるいは無機懸濁
物が槽内に残留することによる目詰まり等を解消するた
めのメンテナンス作業上の問題を解決しなければならな
い。しかも、生物膜濾過では、微生物作用の活性を維持
するために空気が必要であるが、特開平6−99185
号公報で提案の技術では装置全体が水没しているが故に
曝気が必要となり、そのための給気に大きなエネルギー
が必要となる。
However, when considering a fluidized bed type biofilm filtration type purification apparatus having such advantages as an actual apparatus, some must be solved in order to make full use of those advantages. There are challenges. First of all, there is a problem to truly save energy as a device. In the fluidized bed type, the water head (pressure) required for flowing water to the filtration tank portion is about 1 to 2 m at most. However, if purification treatment facilities are installed on the shores of lakes and ponds or in the surrounding area to perform purification treatment, the pressure loss in the water channel for moving the raw water from the intake to the treatment plant and the water level above the water level In order to feed raw water to high treatment plants, in fact, considerably more energy is required than the minimum energy required for purification treatment. The second point is the maintenance work. The above-mentioned JP-A-6-991.
The method proposed in Japanese Patent Publication No. 85 is a method in which the entire treatment tank (filtration tank) of the fluidized bed is submerged in water, and does not require large carrier energy as in the case of installing the device on the lake shore. However, this causes problems in maintenance work. In the case of the biofilm filtration method, the amount of sludge generated by the purification process is small, but it is not completely zero. Even in fluidized bed filtration, it is well known that after a period of time when a film of microorganisms propagated on the surface of the contact material becomes too thick, the film becomes too thick and is separated from the contact material to become sludge. Also, fluidized bed filtration cannot remove inorganic suspensions such as dirt particles. Therefore, if the sludge and inorganic suspension in water, which sometimes occur when the biofilm is separated from the contact material, are not promptly discharged to the outside of the treatment tank, they eventually accumulate in the treatment tank and cause clogging. It will be. However, JP-A-6-99
In the technique proposed in Japanese Patent No. 185, the treatment device is completely submerged in water, and therefore, in maintenance work for eliminating clogging and the like due to such sludge or inorganic suspension remaining in the tank. Must solve the problem. Moreover, in biofilm filtration, air is required to maintain the activity of microbial action, but it is disclosed in JP-A-6-99185.
In the technique proposed in the publication, aeration is required because the entire device is submerged in water, and thus a large amount of energy is required for the air supply.

【0010】次の課題として、浄化装置を設置する土地
の確保や設置に伴う工事の手間を省くことが上げられ
る。処理場建設用地を確保するための方法として、比較
的処理容量の小さな浄化槽は地中に埋設する方法も可能
であるが、湖沼や池の浄化処理では下水処理場などに比
べて低濃度で大容量の水を扱うことから浄化槽も大きく
なって地中に埋没させることは困難であり、処理場の用
地の確保が困難であるという問題がある。また、仮に用
地が確保できても施設工事が必要となり、そのために余
分なコストがかかるという問題があった。
[0010] As a next subject, it is possible to secure the land where the purifying device is installed and save the labor of the construction work associated with the installation. As a method for securing the land for construction of the treatment plant, it is possible to bury the septic tank with a relatively small treatment capacity in the ground, but in the purification treatment of lakes and ponds, the concentration is lower and larger than that of sewage treatment plants. Since a large amount of water is used, the septic tank becomes large and it is difficult to bury it in the ground, and there is a problem that it is difficult to secure a site for the treatment plant. Further, even if the site could be secured, there was a problem that facility construction would be required, which would result in extra costs.

【0011】また、特開平6−99185号公報に記載
されているように、処理槽を水中に埋没させた場合に
は、注入する被処理水に曝気処理を行う必要があり、濾
材が水域へ流出する事故を完全に防止するための対策が
必要となる。
Further, as described in JP-A-6-99185, when the treatment tank is submerged in water, it is necessary to subject the water to be injected to aeration treatment so that the filter medium is exposed to water. It is necessary to take measures to completely prevent spills.

【0012】更なる課題として、著しい水質悪化は浅い
湖沼で発生することが多く、従って浄化装置は、浅い湖
沼にも容易に適用可能な形態であることが必要である。
[0012] As a further problem, remarkable deterioration of water quality often occurs in shallow lakes, and therefore, the purification device needs to be a form that can be easily applied to shallow lakes.

【0013】以上のような検討から、湖沼等の閉鎖水域
の水を浄化する浄化装置としては、(1)動力(消費エ
ネルギー)が少なくて済むこと、(2)メンテナンス作
業が容易であること、(3)設置が容易で、設置に伴う
工事が少ないことが必要とされる。
From the above examination, as a purifying device for purifying water in a closed water area such as a lake, (1) power (consumption energy) is small, (2) maintenance work is easy, (3) It is necessary that the installation is easy and the amount of work involved is small.

【0014】本発明の第1の目的は、メンテナンス作業
が容易な浄化装置を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a purifying device which facilitates maintenance work.

【0015】本発明の第2の目的は、消費するエネルギ
ーが小さい浄化装置を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a purifying device that consumes less energy.

【0016】本発明の第3の目的は、流動床方式の浄化
装置の浄化処理性能を安定に維持することにある。
A third object of the present invention is to stably maintain the purification treatment performance of the fluidized bed type purification apparatus.

【0017】本発明の第4の目的は、汚泥が浄化装置か
ら湖沼に流出して該湖沼を再汚染することを防止するこ
とにある。
A fourth object of the present invention is to prevent sludge from flowing out of a purifying device into a lake and recontaminating the lake.

【0018】本発明の第5の目的は、浄化装置から汚泥
を回収する作業の回数を低減することにある。
A fifth object of the present invention is to reduce the number of operations for collecting sludge from a purification device.

【0019】本発明の第6の目的は、様々な環境に容易
に対応できる浄化装置を提供することにある。
A sixth object of the present invention is to provide a purifying device which can easily cope with various environments.

【0020】本発明の第7の目的は、景観を悪化させる
ことが少ない浄化装置を提供することにある。
A seventh object of the present invention is to provide a purifying device which hardly deteriorates the landscape.

【0021】本発明の第8の目的は、太陽発電を利用し
た電力供給において、発電量が減少した場合でもそのエ
ネルギーを有効に活用して浄化処理を継続できるように
することにある。
An eighth object of the present invention is to enable the purification treatment to be continued by effectively utilizing the energy in the power supply utilizing solar power generation even when the power generation amount decreases.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の目的は、
処理対象水域から取水し、処理対象水域の水面よりも高
い位置に設けられた濾過槽の被処理水導入部に供給する
取水ポンプと、前記処理対象水域の水面よりも高い位置
に設けられ、前記濾過槽を通過した浄水を放出する放水
部を備えた浄化装置を処理対象水域に設置することによ
り達成される。すなわち、このような浄化装置は、濾過
槽の上部が処理対象水域の水面よりも高くなるように該
処理対象水域に位置することにより、そのメンテナンス
作業を容易にすることができる。また、地上設備が不要
になるので、設置場所の確保が容易であり、設置に伴う
工事も少なくすることができる。
The first object of the present invention is to:
Water intake from the water area to be treated, the intake pump supplying to the treated water introduction part of the filtration tank provided at a position higher than the water surface of the water area to be treated, and provided at a position higher than the water surface of the water area to be treated, This can be achieved by installing a purification device equipped with a water discharger that discharges purified water that has passed through the filtration tank in the water area to be treated. That is, in such a purifying device, the maintenance work can be facilitated by locating the upper part of the filtration tank in the water to be treated so that it is higher than the water surface of the water to be treated. Further, since the above-ground equipment is not required, it is easy to secure the installation place and the work involved in the installation can be reduced.

【0023】また、本発明の第2の目的は、濾過槽の下
部を処理対象水域の水面下に水没するように設置し、ま
た、前記濾過槽に被処理水を供給する前に該被処理水を
大気に開放することによって達成される。浄化処理対象
水域に濾過槽の下部を水没させて設置した浄化装置は、
取水から放水までの被処理水の輸送動力を少なくするこ
とができ、且つ、濾過槽の被処理水導入部が水面に近づ
くために取水ポンプによる取水動力(消費電力)を少な
くすることができる。更に、被処理水を濾過槽に供給す
る前に大気に開放することにより該被処理水を空気に曝
して酸素を供給することができるので、濾過槽内を曝気
して該濾過槽内の好気性微生物に酸素を供給する必要性
が少なくなり、曝気用の動力を低減することができる。
A second object of the present invention is to install the lower part of the filtration tank so as to be submerged below the surface of the water to be treated, and to supply the water to be treated before supplying the water to be treated to the filtration tank. It is achieved by exposing the water to the atmosphere. The purification device installed by submerging the lower part of the filtration tank in the water area to be purified,
The power for transporting the treated water from intake to discharge can be reduced, and the intake power (power consumption) by the intake pump can be reduced because the treated water introduction part of the filtration tank approaches the water surface. Further, since the water to be treated can be exposed to the air to supply oxygen by opening it to the atmosphere before supplying the water to be treated to the filtration tank, the inside of the filtration tank can be aerated and the oxygen in the filtration tank can be improved. The need for supplying oxygen to the aerobic microorganisms is reduced, and the power for aeration can be reduced.

【0024】また、本発明の第3の目的は、濾過槽内部
を被処理水の流れる方向に並列状態に複数の流路に分割
し、濾過槽内の流動床の流動が局部的に停止するのを抑
制することで達成することができる。
A third object of the present invention is to divide the inside of the filtration tank into a plurality of flow paths in parallel in the flow direction of the water to be treated, and to locally stop the flow of the fluidized bed in the filtration tank. This can be achieved by suppressing

【0025】また、本発明の第4の目的は、濾過槽を通
過した浄水を溜めて汚泥成分を沈降させる容器を設ける
ことにより、濾過槽内に蓄積した汚泥が処理対象水域に
流出する危険性を減らすことで達成することができる。
更に、この容器内に植物を植えることによって、景観を
良くすることができるほか、植物の根等が汚泥成分の沈
降を促進して、微小な汚泥成分までも容器内に沈降させ
ることが可能となる。更に、沈殿した汚泥から窒素やリ
ンが浄水中に溶出した場合でも、これを植物に吸収させ
ることができる。また、この容器の内部に曝気手段を設
けることによって、該容器内の浄水に酸素を補給するこ
とが可能となる。
A fourth object of the present invention is to provide a container for accumulating purified water that has passed through the filter tank and settling sludge components, so that the sludge accumulated in the filter tank may flow out to the water area to be treated. Can be achieved by reducing.
Furthermore, by planting plants in this container, the landscape can be improved, and even the roots of plants can accelerate the sedimentation of sludge components, and even minute sludge components can be sedimented in the container. Become. Furthermore, even if nitrogen or phosphorus is eluted from the settled sludge into purified water, it can be absorbed by the plant. Further, by providing the aeration means inside the container, it becomes possible to supplement oxygen to the purified water in the container.

【0026】また、本発明の第5の目的は、濾過槽を通
過した浄水を溜めて汚泥成分を沈降させる第1容器と、
汚泥を蓄積する第2容器と、前記第1容器の底部に吸入
口が設置されて該第1容器内の汚泥を前記第2容器に排
出する手段を設けることによって達成される。浄化装置
から排出される浄水に含まれる汚泥成分は、第1容器で
沈降して下部に沈殿して濃縮され、更に、この沈殿した
汚泥を第2容器に入れて天日で乾燥させることにより体
積を減少させることが可能となり、汚泥回収作業の回数
を減らすことができる。
A fifth object of the present invention is to provide a first container for accumulating the purified water that has passed through the filtration tank to settle sludge components,
This is achieved by providing a second container for accumulating sludge and means for discharging the sludge in the first container to the second container by providing an inlet at the bottom of the first container. The sludge component contained in the purified water discharged from the purification device is settled in the first container and settled in the lower part to be concentrated. Furthermore, the sludge that has settled is put in the second container and dried in the sun to increase the volume. Therefore, the number of sludge collection operations can be reduced.

【0027】また、本発明の第6の目的は、処理対象水
域に設置され、内部に濾材を有し、上部に水口と排水
口を備えたそれぞれ高さの異なる複数の濾過槽と、前記
処理対象水域から取水して濾過槽に給水する取水手段
と、前記各濾過槽毎に設けられた給水口に前記取水手段
からの被処理水を並列に導入する手段と、最も高い濾過
槽を除いた前記各濾過槽に前段の濾過槽からの被処理水
を給水口に導入する手段とを設けることにより達成され
る。複数の濾過槽を被処理水が一方向に流れるようにし
た直列通水濾過、複数の濾過槽に並行して被処理水を供
給する並列通水濾過、またはその組み合わせによる濾過
を行なわせることが可能となり、様々な環境に適応した
状態で運転できる浄化装置とすることができる。特に、
水質モニターにより検出した湖沼の水質に応じて、直列
通水濾過または並列通水濾過を選択することで、例え
ば、水質が良い環境では並列通水運転として濾過処理水
量を増やし、水質が悪化している環境では直列通水運転
として排出する水質を向上させることができる。
Further, a sixth object of the present invention is installed in processed water having a filter medium therein, each a plurality of filtration tank having different heights with a feed water inlet and water outlet at the top, the Excluding the water intake means for taking water from the water area to be treated and supplying it to the filtration tank, the means for introducing the treated water from the water intake means in parallel to the water inlet provided for each of the filtration tanks, and the highest filtration tank. It is achieved by providing each of the above-mentioned filtration tanks with means for introducing the water to be treated from the preceding filtration tank into the water supply port. It is possible to perform serial water filtration in which the water to be treated flows in one direction through a plurality of filtration tanks, parallel water filtration in which the water to be treated is supplied in parallel to the plurality of filtration tanks, or a combination thereof. This makes it possible to provide a purifying device that can be operated in a state adapted to various environments. In particular,
Depending on the water quality of the lake detected by the water quality monitor, by selecting either serial or parallel water filtration, for example, in an environment with good water quality, the amount of filtered water increases as parallel water flow operation, and the water quality deteriorates. In the existing environment, it is possible to improve the quality of water discharged as series water flow operation.

【0028】本発明の第7の目的は、処理対象水域に設
置され、内部に濾材を有する濾過槽と、前記処理対象水
域から取水して濾過槽に供給する手段とを備えた浄化装
置において、前記濾過槽を通過した浄水を溜める沈殿槽
を設け、この沈殿槽内で水生植物を栽培することによっ
て達成される。また、沈殿槽に沈殿した汚泥を移して蓄
積する汚泥溜めに草木を植え付けることによって達成さ
れる。
[0028] A seventh object of the present invention is to provide a purification apparatus comprising a filter tank which is installed in a water area to be treated and has a filter medium inside, and means for taking water from the water area to be treated and supplying it to the filter tank. This is achieved by providing a settling tank for storing the purified water that has passed through the filtration tank and culturing aquatic plants in the settling tank. Further, it is achieved by planting plants in a sludge reservoir in which the sludge that has settled is transferred to and accumulated in a settling tank.

【0029】本発明の第8の目的は、濾過槽を通過した
浄水を溜める沈殿槽と、この沈殿槽内の水を曝気する曝
気手段と、前記濾過槽に湖沼水を供給する取水ポンプと
前記曝気手段に電力を供給する太陽発電手段とを設け、
前記曝気手段の消費電力を前記取水ポンプの消費電力よ
り小さく設定することで達成される。浄化装置の取水ポ
ンプを太陽発電手段で発生する電力だけで運転する場
合、曇天が続く環境では充分な取水を行なうことができ
ない。このような状態では、沈澱槽内の水が淀み、汚泥
を分解する微生物作用で、沈澱槽内の浄水の溶存酸素が
消費されて該沈澱槽内の水質が悪化することが懸念され
る。このようなときには、取水ポンプよりも小さな電力
で運転できる曝気手段を作動させて沈澱槽内の浄水に酸
素を補給することで水質の悪化を防止することが可能で
ある。
An eighth object of the present invention is to provide a settling tank for storing the purified water that has passed through the filter tank, an aeration means for aerating the water in the settling tank, an intake pump for supplying lake water to the filter tank, and the aforesaid A solar power generation means for supplying electric power to the aeration means is provided,
This is achieved by setting the power consumption of the aeration means to be smaller than the power consumption of the water intake pump. When the water intake pump of the purifying device is operated only by the electric power generated by the solar power generation means, sufficient water intake cannot be performed in an environment where cloudy weather continues. In such a state, the water in the sedimentation tank stagnates, and the dissolved oxygen of the purified water in the sedimentation tank is consumed by the microbial action of decomposing the sludge, which may deteriorate the water quality in the sedimentation tank. In such a case, it is possible to prevent the deterioration of water quality by operating the aeration means that can be operated with less electric power than the intake pump to supply oxygen to the purified water in the settling tank.

【0030】また、この第8の目的は、処理対象水域に
設置され、内部に濾材を有し、上部に水口と排水口を
有し、それぞれ高さの異なる複数の濾過槽と、この処理
対象水域から取水して前記濾過槽に給水する取水手段
と、前記取水手段に電力を供給する太陽発電手段と、前
記各濾過槽毎に設けられた給水口に前記取水手段から被
処理水を導入する被処理水並列導入手段と、これら被処
理水並列導入手段毎に設けられた開閉手段と、最も高い
濾過槽を除いた前記濾過槽に設けられた前段の濾過槽か
らの被処理水を給水口に導入する処理水直列導入手段
と、前記太陽発電手段の発電力に応じて前記開閉手段を
制御する手段とを設け、前記太陽発電手段の発電量が十
分なときには最も高い濾過槽まで被処理水を導入して処
理性能を向上させ、発電量が減少したときにはその発電
量で給水できる高さの濾過槽に被処理水を導入するよう
に開閉手段を制御することで、例えば、曇天の日でも、
濾過性能は多少低下するものの、濾過を継続することが
できるようにすることで達成することができる。
Further, the purpose of this eighth is installed in processed water, which incorporates a filter medium has a paper Mizuguchi the upper drain outlet, a plurality of filtration tank having different respective heights, this process Water intake means for taking water from the target water area and supplying it to the filtration tank, solar power generation means for supplying electric power to the water intake means, and water to be treated introduced from the water intake means to the water supply port provided for each of the filtration tanks The treated water parallel introducing means, the opening / closing means provided for each of these treated water parallel introducing means, and the treated water from the preceding filtration tank provided in the filtration tank excluding the highest filtration tank are supplied. A treatment water series introduction means to be introduced into the mouth and a means for controlling the opening / closing means according to the power generation of the solar power generation means are provided, and when the amount of power generated by the solar power generation means is sufficient, the highest filtration tank is processed. Introduce water to improve treatment performance Amount when the decreased by controlling the switching means to introduce water to be treated in the filtration tank height can feed water at the amount of power generation, for example, even in cloudy days,
Filtration performance is somewhat reduced, but can be achieved by allowing filtration to continue.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を説明する前
に、発明者らが浄水処理に関して行った検討結果を説明
する。発明者らは、湖水中の植物プランクトン及び栄養
塩の直接除去による湖沼水浄化処理の効果を検討するた
めに、霞ヶ浦モデル(松岡:国立公害研究所報告 第5
4号 1984)を使用したシミュレーションを行っ
た。湖沼全体の水を1回/15日で循環する浄化装置を
仮定し、ケース1では被処理水中の植物プランクトンを
はじめとする粒子状有機懸濁物を除去効率50%で除去
する場合、ケース2では被処理水中の植物プランクトン
だけを除去効率50%で除去する場合、ケース3では無
機体リンを同じく除去効率50%で除去する場合、ケー
ス4では無機体リンと植物プランクトン以外の有機体リ
ンを除去効率50%で除去する場合のそれぞれについて
の計算を行った。なお、浄化処理による湖底デトリタス
の変化が魚類等に及ぼす影響については確定したモデル
がないために、ここでは考慮していない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Before describing the embodiments of the present invention, the results of the study conducted by the inventors regarding water purification treatment will be described. In order to study the effect of lake water purification treatment by direct removal of phytoplankton and nutrients from lake water, the inventors of the present invention used the Kasumigaura model (Matsuoka: National Institute for Pollution Research Report No. 5).
4 No. 1984). Assuming a purifier that circulates water in the whole lake once / 15 days, in Case 1, when removing particulate organic suspensions such as phytoplankton in the water to be treated with a removal efficiency of 50%, Case 2 Then, in the case of removing only phytoplankton in the treated water with a removal efficiency of 50%, in case 3 the inorganic phosphorus is also removed with a removal efficiency of 50%, in case 4 the inorganic phosphorus and the organic phosphorus other than phytoplankton are removed. The calculation was performed for each case of removal with a removal efficiency of 50%. The effect of changes in lake bottom detritus due to purification treatment on fish etc. is not considered here because there is no definitive model.

【0032】各ケースでのクロロフィルaの年間平均濃
度及び浄化対策による削減率は次の表1のようになる。
The average annual concentration of chlorophyll a in each case and the reduction rate due to purification measures are shown in Table 1 below.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】このシミュレーションでは、クロロフィル
aの浄化(低減)については、植物プランクトンの直接
除去方式(ケース1,2)の方が栄養塩(リン)の直接
除去方式(ケース3,4)よりも効果が大きい。従っ
て、植物プランクトンの量を削減するためには、植物プ
ランクトン自身を効率よく除去する方法が有効である。
In this simulation, the phytoplankton direct removal method (cases 1 and 2) is more effective than the nutrient (phosphorus) direct removal method (cases 3 and 4) in terms of purification (reduction) of chlorophyll a. Is big. Therefore, in order to reduce the amount of phytoplankton, a method of efficiently removing phytoplankton itself is effective.

【0035】1回/15日の循環水量は、例えば手賀沼
(貯水容量600万t)の例では、4.6t/sの処理
水量に相当する。浄化装置は、このような量の水処理を
小さな消費エネルギーで実現できるものでなくてはなら
ない。
The circulating water amount once / 15 days corresponds to a treated water amount of 4.6 t / s in the example of Teganuma (reservoir capacity 6 million tons). The purification device must be able to realize such an amount of water treatment with small energy consumption.

【0036】流動床式濾過方式については、霞ヶ浦の水
を原水として行った濾過能力の研究で、植物プランクト
ンをはじめとする有機汚濁物質を約50%除去し得るこ
とが報告されている(金ら5名:生物活性炭流動床パイ
ロットプラントによる霞ヶ浦湖水の高度処理、霞ヶ浦臨
湖実験施設研究発表会講演報告集8、1994)。従っ
て、流動床式濾過方式を用いた浄化装置では、浄化処理
対象湖沼の水を10日から15日間で1循環することが
できれば、前記したシミュレーションのケース1に相当
する浄化効果が得られる。以下に説明する実施の形態に
おいては、このような湖沼水浄化処理を実現するため
に、湖沼中に設置する流動床式濾過方式の浄化装置を提
案するものである。
Regarding the fluidized bed type filtration system, a study on the filtration capacity of Kasumigaura water as raw water has reported that about 50% of organic pollutants such as phytoplankton can be removed (Kane et al. 5 people: Advanced treatment of Lake Kasumigaura Lake using a biological activated carbon fluidized bed pilot plant, Proceedings of the Kasumigaura Rinko Experimental Facility Research Conference, 8, 1994). Therefore, in the purification apparatus using the fluidized bed filtration method, if the water in the lake for purification treatment can be circulated once in 10 to 15 days, the purification effect equivalent to the case 1 of the above-described simulation can be obtained. The embodiment described below proposes a fluidized bed filtration type purification device installed in a lake to realize such lake water purification treatment.

【0037】ここで、流動床式濾過方式の浄化装置を説
明する。先ず、図1を参照してこの方式の水処理の原理
を簡単に説明する。濾過槽1内には粒径の小さな粒子状
の濾材2が充填されている。この濾材2の粒径は約0.
35mmである。原水(湖沼水)3は被処理水として給
水管4によって濾過槽1内の下部に導入され、該濾過槽
1の中を上方に向かって流れる。濾材2は上向きに流れ
に抵抗することにより発生する浮上力と下向きに作用す
る重力の双方の作用により完全に沈殿することなく、し
かも、上向きの流れによって完全に浮上して流出するこ
ともなく、濾過槽1内にて浮遊した流動状態(流動床)
となっている。湖沼水3の中には各種細菌や原生動物な
どの微生物が存在しており、これらの微生物が濾材2の
表面で繁殖して付着微生物膜5を形成する。そして、湖
沼水3の中の水中汚濁源(各種有機物や植物プランクト
ン等)は前記生物膜5を形成する微生物によって捕食分
解され、放水管6から浄水(浄化された湖沼水)7とし
て放出される。
Here, a fluidized bed type purification apparatus will be described. First, the principle of this type of water treatment will be briefly described with reference to FIG. The filtration tank 1 is filled with a particulate filter medium 2 having a small particle size. The particle size of this filter medium 2 is about 0.
It is 35 mm. Raw water (lake water) 3 is introduced into the lower part of the filter tank 1 as a water to be treated by a water supply pipe 4, and flows upward in the filter tank 1. The filter medium 2 is not completely settled by the action of both the levitation force generated by resisting the upward flow and the gravitational force acting downward, and is not completely levitated and discharged by the upward flow. Floating fluid state in the filtration tank 1 (fluidized bed)
Has become. Microorganisms such as various bacteria and protozoa are present in the lake water 3, and these microorganisms propagate on the surface of the filter medium 2 to form an adherent microbial film 5. Then, the underwater pollution sources (various organic substances, phytoplankton, etc.) in the lake water 3 are eaten and decomposed by the microorganisms forming the biofilm 5, and discharged from the discharge pipe 6 as purified water (purified lake water) 7. .

【0038】以下、このような浄化処理原理を採用した
流動床式濾過式浄化装置を図2から図6を参照して説明
する。図2は本発明になる浄化装置の外観斜視図、図3
はこの浄化装置における流動床式濾過槽の縦断側面図、
図4はその流動床式濾過槽の横断平面図、図5はその制
御装置の電気的回路図、図6はこの浄化装置を浄化処理
対象水域に設置した状態の側面図である。
Hereinafter, a fluidized bed type filtration type purification apparatus adopting such a purification treatment principle will be described with reference to FIGS. 2 to 6. FIG. 2 is an external perspective view of the purifying device according to the present invention, and FIG.
Is a vertical side view of a fluidized bed type filtration tank in this purification device,
FIG. 4 is a cross-sectional plan view of the fluidized bed type filter tank, FIG. 5 is an electric circuit diagram of the control device, and FIG. 6 is a side view of the state in which the purification device is installed in a water area to be purified.

【0039】図2に示すように、この実施形態における
湖沼水の浄化装置(一点鎖線は水面、破線は水面下にあ
る部分を示す)は、主として、濾材(2)を充填した流
動床式濾過槽1と、処理対象水域から湖沼水(以下、原
水とも云う)3を汲み上げて給水管4を介して濾過槽1
に供給するための水中取水ポンプ11と、浄化装置から
処理対象水域に浄水7を放流する放水管6と、前記水中
取水ポンプ11等に供給する電力を太陽光を利用して発
生するソーラー発電パネル12a,12bと、浄化装置
を処理対象水域に浮漂させるコ字状に連結された浮子1
3a〜13c及び制御装置14から構成される。因に、
この浄化装置の全体の大きさ(設置平面積)は、5m×
5m程度である。
As shown in FIG. 2, the lake water purification apparatus in this embodiment (the one-dot chain line indicates the water surface and the broken line indicates the portion below the water surface) is mainly a fluidized bed type filtration filled with a filter medium (2). Filter tank 1 through tank 1 and lake water (hereinafter also referred to as raw water) 3 pumped up from the water area to be treated and via water supply pipe 4.
Submersible water intake pump 11 for supplying water to the water, a water discharge pipe 6 for discharging purified water 7 from the purifier to the water area to be treated, and a solar power generation panel for generating electric power to be supplied to the submersible water intake pump 11 and the like using sunlight. 12a, 12b and a float 1 connected in a U-shape for floating the purification device in the water to be treated
3a to 13c and the control device 14. By the way,
The overall size (installation area) of this purification device is 5m x
It is about 5 m.

【0040】前記流動床式濾過槽1は、図3に詳述する
ように、直列関係の浄化処理水路を形成するように接続
された3段の濾過槽1a〜1cで構成され、これらの濾
過槽1a〜1bはその下部が設置水域に水没するように
浮子13a〜13cの間に並べて支持されている。各濾
過槽1a〜1cの水位はこの浄化装置が浮漂する処理対
象水域の水面15よりも高い位置にあり、且つ、濾過槽
1aの上部は濾過槽1bの上部よりも高く、濾過槽1b
の上部は濾過槽1cの上部よりも高くなるように設計さ
れている。水中取水ポンプ11は、処理対象水域から汲
み上げた湖沼水3を濾過槽1aに供給し、各濾過槽1a
〜1cの高さの差に基づく水頭差によって濾過槽1a,
濾過槽1b,濾過槽1cの順番に流下させるようにす
る。
As described in detail in FIG. 3, the fluidized bed type filtration tank 1 is composed of three stages of filtration tanks 1a to 1c which are connected so as to form a series of purification treatment water channels. The tanks 1a and 1b are arranged and supported between the floats 13a to 13c so that the lower portions thereof are submerged in the installation water area. The water level of each of the filtration tanks 1a to 1c is higher than the water surface 15 of the water area to be treated in which the purification device floats, and the upper portion of the filtration tank 1a is higher than the upper portion of the filtration tank 1b.
Is designed to be higher than the upper part of the filtration tank 1c. The underwater intake pump 11 supplies the lake water 3 pumped up from the water area to be treated to the filtration tank 1a, and each filtration tank 1a
~ 1c due to the head difference based on the height difference, the filtration tank 1a,
The filtration tank 1b and the filtration tank 1c are made to flow in this order.

【0041】水中取水ポンプ11で汲み上げられた湖沼
水3は、初段の濾過槽1aの上部から下部に至る導水管
16aにて濾過槽1aの下部に導かれる。導水管16a
の下部は濾過槽1a内の下端近傍で開放端となってお
り、湖沼水3はこの開放端から被処理水として濾過槽1
a内に流出し、濾過槽1a中に充填された濾材(接触
材)2aと接触して浄化処理されながら上方に向かって
流れる。濾過槽1aの上部に達した被処理水は、濾過槽
1aの上部に設けられた連結流路(樋)17aに流れ込
んで次段の濾過槽1bの上部から下部に至る導水管16
bの上部に導かれる。この導水管16bの下部は濾過槽
1b内の下端近傍で開放端となっており、被処理水はこ
の開放端から濾過槽1b内に流出し、濾過槽1bの中に
充填された濾材(接触材)2bと接触して浄化処理され
ながら上方に向かって流れる。濾過槽1bの上部に達し
た被処理水は、濾過槽1bの上部に設けられた連結流路
(樋)17bに流れ込んで終段の濾過槽1cの上部から
下部に至る導水管16cの上部に導かれる。導水管16
cの下部は濾過槽1c内の下端近傍で開放端となってお
り、被処理水はこの開放端から濾過槽1c内に流出し、
濾過槽1cの中に充填された濾材(接触材)2cと接触
して浄化処理されながら上方に向かって流れる。そし
て、この濾過槽1cの上部に達した被処理水は、該濾過
槽1cの上部に設けられた連結流路(樋)17cで集め
られて放水管6から浄水7として湖沼中に放出される。
The lake water 3 pumped up by the underwater intake pump 11 is guided to the lower part of the filter tank 1a by a water conduit 16a extending from the upper part to the lower part of the first-stage filter tank 1a. Water conduit 16a
The lower part of the water is an open end near the lower end in the filtration tank 1a, and the lake water 3 is treated water from this open end as the filtration tank 1
It flows out into the inside a, contacts the filter medium (contact material) 2a filled in the filter tank 1a, and flows upward while being purified. The water to be treated that has reached the upper portion of the filtration tank 1a flows into a connection flow channel (gutter) 17a provided in the upper portion of the filtration tank 1a, and a water conduit 16 that extends from the upper portion to the lower portion of the next-stage filtration tank 1b.
It is led to the upper part of b. The lower part of the water conduit 16b has an open end near the lower end in the filtration tank 1b, and the water to be treated flows out into the filtration tank 1b from this open end, and the filter medium (contact) is filled in the filtration tank 1b. (Material) 2b and flows upward while being purified. The water to be treated that has reached the upper portion of the filtration tank 1b flows into the connection flow channel (gutter) 17b provided in the upper portion of the filtration tank 1b and reaches the upper portion of the water conduit 16c that extends from the upper portion of the final filtration tank 1c to the lower portion. Be guided. Water conduit 16
The lower part of c has an open end near the lower end in the filtration tank 1c, and the water to be treated flows into the filtration tank 1c from this open end,
The filter material (contact material) 2c filled in the filtration tank 1c comes into contact therewith and flows upward while being purified. Then, the water to be treated that has reached the upper portion of the filtration tank 1c is collected by the connection flow channel (trough) 17c provided in the upper portion of the filtration tank 1c and is discharged into the lake as purified water 7 from the water discharge pipe 6. .

【0042】この浄化処理中の被処理水は、濾過槽1a
〜1cの大気に開放された上部において、少なくとも、
前段の濾過槽から次段の濾過槽に移動する過程において
大気に触れ、好気性の微生物が必要とする酸素をこの大
気中から吸収する。この実施形態では、総ての濾過槽1
a〜1cの出入口を大気中に開放して被処理水を大気に
曝すようにしている。濾過槽1aの導水部での開放は該
濾過槽1a内の微生物が必要とする酸素を被処理水に供
給し、濾過槽1cの出水部での開放は該濾過槽1c内の
微生物によって消費されて減少した被処理水中の酸素を
補って湖沼に戻す意味合いがある。
The water to be treated during this purification treatment is the filtration tank 1a.
At least in the upper part open to the atmosphere of ~ 1c,
In the process of moving from the previous filtration tank to the next filtration tank, the air is exposed to the atmosphere and absorbs oxygen required by aerobic microorganisms from the atmosphere. In this embodiment, all filtration tanks 1
The inlets and outlets a to 1c are opened to the atmosphere to expose the water to be treated to the atmosphere. The opening in the water guiding part of the filter tank 1a supplies oxygen required by the microorganisms in the filter tank 1a to the water to be treated, and the opening in the water outlet part of the filter tank 1c is consumed by the microorganisms in the filter tank 1c. There is a meaning to make up for the oxygen in the treated water that has decreased due to the reduction and to return it to the lake.

【0043】濾材2a〜2cに付着した微生物の活動に
よる浄化処理作用を促進させるためには、濾過槽1内で
の被処理水の滞留時間をある程度長くする必要がある。
図3に詳述するように、水頭差を利用して濾過槽1内に
被処理水の流れを起こさせる場合、被処理水の流動は与
えられた水頭差と濾過槽1の圧力損失がバランスするよ
うに起こる。濾過槽1の圧力損失は、濾過槽1の高さと
濾過槽1内の流速(濾過速度)から概算することができ
る。例えば、濾材2a〜2cとしてクリストバライト
(粒径:0.35mm、水中見かけ比重:1.6g/c
3)を用いた場合に、装置の仕様を表2のようにする
と、
In order to promote the purification treatment action by the activity of the microorganisms attached to the filter media 2a to 2c, it is necessary to lengthen the residence time of the water to be treated in the filtration tank 1 to some extent.
As described in detail in FIG. 3, when the flow of the treated water is generated in the filtration tank 1 by utilizing the head difference, the flow of the treated water is a balance between the given head difference and the pressure loss of the filtration tank 1. Happen to do. The pressure loss of the filtration tank 1 can be roughly estimated from the height of the filtration tank 1 and the flow velocity (filtration speed) in the filtration tank 1. For example, as the filter media 2a to 2c, cristobalite (particle size: 0.35 mm, apparent specific gravity in water: 1.6 g / c
m 3 ), if the device specifications are as shown in Table 2,

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】濾過速度は約1.5mm/secとなる。
3段の濾過槽1a〜1cの高さを合計すると6.5mで
あるから、滞留時間は約1.2時間となり、微生物の分
解作用による浄化処理を充分に期待することができる。
しかも、第1段の濾過槽1aと水頭を足し合わせた高さ
が3.9mであり、且つ、濾過槽1aの下部は処理対象
水域に水没していることから、6.5mの高さの1つの
濾過槽を使用する場合に比べて、浄化装置の地上(水
上)高さを低くすることができると共に水中取水ポンプ
11の揚程を小さくできる。水上に露出させる濾過槽1
a〜1cの量(高さ)は、各段で必要な水頭を確保でき
る量があれば足りるので、できる限り低くして水中取水
ポンプ11の負荷を軽くするために、設置する湖沼の水
深を勘案しなければならないが、水没量を多く(深く)
することが望ましい。
The filtration speed is about 1.5 mm / sec.
Since the total height of the three stages of filtration tanks 1a to 1c is 6.5 m, the residence time is about 1.2 hours, and purification treatment by the decomposition action of microorganisms can be expected sufficiently.
Moreover, the total height of the first-stage filtration tank 1a and the water head is 3.9 m, and the lower portion of the filtration tank 1a is submerged in the water to be treated. Compared with the case of using one filtration tank, the above-ground (above the water) height of the purifying device can be lowered and the head of the submersible water intake pump 11 can be reduced. Filter tank 1 exposed on the water
The amount of a to 1c (height) is sufficient if there is an amount that can secure the required water head at each stage, so in order to reduce the load of the submersible intake pump 11 as low as possible, the water depth of the lake to be installed is set. It must be taken into consideration, but the amount of submersion is large (deep)
It is desirable to do.

【0046】また、微生物による分解作用を活性化させ
るためには酸素が必要であるが、この実施形態では各濾
過槽1a〜1cの各被処理水面が大気と接触しているの
で、各段において該被処理水に自然に酸素を補給するこ
とができる。すなわち、曝気するために必要な動力を低
減することができる。この実施形態では、3段の濾過槽
1a〜1cを採用して各槽の出入口部分で被処理水を大
気に曝すようにしたが、1段の濾過槽1によって濾過
(浄化処理)する場合においても、被処理水を一度は空
気に接触させることが望ましい。被処理水は、濾過槽1
内を上昇するにつれて酸素が消費されて少なくなり、該
槽1内の汚泥から栄養塩(主にリン)が溶出し易くな
る。栄養塩(リン)が溶出した被処理水をそのまま湖沼
に戻すと再びリンを戻すことになってしまう。被処理水
中へのリンの溶出は、被処理水中の溶存酸素を高めるこ
とによって押さえることができる。被処理水中の溶存酸
素は、前述したように、処理する前の被処理水に酸素を
多く溶け込ませることによって高めることができる。
Oxygen is required to activate the decomposition action of microorganisms. In this embodiment, however, since the water surface to be treated in each of the filtration tanks 1a to 1c is in contact with the atmosphere, Oxygen can be naturally supplemented to the water to be treated. That is, the power required for aeration can be reduced. In this embodiment, the three-stage filtration tanks 1a to 1c are adopted and the water to be treated is exposed to the atmosphere at the inlet / outlet portion of each tank, but in the case of performing filtration (purification treatment) by the one-stage filtration tank 1. However, it is desirable to bring the water to be treated into contact with air once. The water to be treated is the filtration tank 1
Oxygen is consumed and decreases as the temperature rises, and nutrient salts (mainly phosphorus) are easily eluted from the sludge in the tank 1. If the treated water in which nutrient salts (phosphorus) are eluted is returned to the lake as it is, phosphorus will be returned again. The elution of phosphorus into the water to be treated can be suppressed by increasing the dissolved oxygen in the water to be treated. As described above, the dissolved oxygen in the water to be treated can be increased by dissolving a large amount of oxygen in the water to be treated before the treatment.

【0047】流動床式濾過槽1における各濾過槽1a〜
1cの水流路は、図4に詳述するように、各濾過槽1a
〜1c内において導水管16a〜16cを中心とした4
つの並列流路に分割されている。若し、この実施形態の
ように並列流路構成をとらないで、大きな断面積の1つ
の流路で流動床濾過を実行すると、流路内で局所的な流
速のばらつきが生じ、流速の小さいところで濾材2が流
動しない現象が観測され、浄化処理性能が低下する。し
かし、図4に示すように、各濾過槽1a〜1c内の流路
を並列に分割することによって各濾過槽1a〜1c内の
流れが均一化され、長期にわたって安定した浄化処理性
能を得ることができる。ここで、分割する範囲は、各濾
過槽1a〜1cの高さ方向に全域でなくても良い。特
に、濾材2a〜2cの粒径にばらつきがある場合には、
各濾過槽1a〜1cの下部に粒径の大きな濾材2a〜2
cが留まる恐れがあり、当然、粒径が大きいほど流動し
にくいので該部で流れが不均一になり易く、従って、各
濾過槽1a〜1cの下部領域で流路を並列に分割するこ
とが効果的である。
In the fluidized bed type filtration tank 1, each filtration tank 1a ...
The water flow path 1c is, as described in detail in FIG.
4 centered on the water conduits 16a to 16c within 1c
It is divided into two parallel channels. If the fluidized bed filtration is performed in one flow passage having a large cross-sectional area without adopting the parallel flow passage configuration as in this embodiment, the flow velocity locally varies within the flow passage, and the flow velocity is small. By the way, the phenomenon that the filter medium 2 does not flow is observed, and the purification treatment performance decreases. However, as shown in FIG. 4, by dividing the flow paths in each of the filtration tanks 1a to 1c in parallel, the flow in each of the filtration tanks 1a to 1c is made uniform, and stable purification treatment performance can be obtained over a long period of time. You can Here, the division range may not be the entire area in the height direction of each of the filtration tanks 1a to 1c. Especially when the particle diameters of the filter media 2a to 2c vary,
Filter materials 2a to 2 having a large particle size are provided below the respective filtration tanks 1a to 1c.
There is a risk that c will remain, and naturally, the larger the particle size, the more difficult it is for the fluid to flow, so the flow tends to become non-uniform in that portion, and therefore the flow channels can be divided in parallel in the lower region of each filtration tank 1a-1c. It is effective.

【0048】次に、電力供給について説明する。図2に
示すように、この実施形態における浄化装置は、搭載し
たソーラー発電パネル12a,12bにより発生した電
力により水中取水ポンプ11等の動力装置を運転するこ
とによって該浄化装置のランニングコストを大幅に低減
することができるように制御装置14によって運転制御
を行っている。
Next, power supply will be described. As shown in FIG. 2, the purifying apparatus in this embodiment drastically reduces the running cost of the purifying apparatus by operating the power unit such as the submersible water intake pump 11 by the electric power generated by the mounted solar power generation panels 12a and 12b. The operation control is performed by the control device 14 so that the amount can be reduced.

【0049】図5は、この浄化装置の電気回路の一例を
示している。ソーラー発電パネル12(12a,12
b)は、発生電力をインバータ18に給電しつつバッテ
リー19を浮遊充電する。インバータ18は、交流電圧
を発生して水中取水ポンプ11等を駆動する。従って、
ソーラー発電パネル12からの出力電力が負荷に対して
過剰状態にあるとき(昼間)にはその余剰電力でバッテ
リー19を充電して蓄電し、夜間などのようにソーラー
発電パネル12による発電が不十分なときにはバッテリ
ー19からの電力補給により水中取水ポンプ11を運転
することによって昼夜の連続運転を可能にしている。逆
電流によるソーラー発電パネル12の故障を防止するた
めに、ソーラー発電パネル12の出力回路には逆流防止
ダイオード20が組み込まれている。
FIG. 5 shows an example of an electric circuit of this purifying device. Solar power generation panel 12 (12a, 12
In b), the generated power is supplied to the inverter 18, and the battery 19 is floatingly charged. The inverter 18 generates an AC voltage to drive the underwater intake pump 11 and the like. Therefore,
When the output power from the solar power generation panel 12 is excessive with respect to the load (in the daytime), the surplus power is used to charge and store the battery 19, and the solar power generation panel 12 does not generate enough power such as at night. In such a case, the submersible water intake pump 11 is operated by supplying electric power from the battery 19 to enable continuous day and night operation. In order to prevent failure of the solar power generation panel 12 due to reverse current, a backflow prevention diode 20 is incorporated in the output circuit of the solar power generation panel 12.

【0050】また、切り換えリレー21は、必要に応じ
て商用電源などの外部電源22と接続して運転すること
を可能にする。何らかの事情で大型のソーラー発電パネ
ル12あるいはバッテリー19を使用できない場合に
は、浄化装置を昼夜にわたって連続して運転することが
困難になる。電圧モニター23はソーラー発電パネル1
2及びバッテリー19からの出力電圧を監視し、電圧が
不十分な場合には外部電源22から電力が供給されるよ
うに切り換えリレー21を切り換えて運転すると共にイ
ンバータ18を停止するようにすることで、省エネ運転
を図ることを可能にしている。外部電源21が接続され
ていない場合には、ソーラー発電パネル12及びバッテ
リー19からの出力電圧が不足して切り換えリレー21
が切り換わると浄化装置は運転を停止する。
Further, the switching relay 21 can be connected to an external power source 22 such as a commercial power source to operate when necessary. If the large solar power generation panel 12 or the battery 19 cannot be used for some reason, it becomes difficult to continuously operate the purification device day and night. The voltage monitor 23 is the solar power generation panel 1
2 and the output voltage from the battery 19 are monitored, and when the voltage is insufficient, the switching relay 21 is switched so as to be supplied with power from the external power source 22, and the inverter 18 is stopped. , Enables energy-saving operation. When the external power source 21 is not connected, the output voltage from the solar power generation panel 12 and the battery 19 is insufficient and the switching relay 21
When is switched, the purifying device stops operating.

【0051】このように構成された本発明になる浄化装
置は、図6に示すように、ワイヤーロープ24a,24
b及びアンカー25a,25bにより浄化処理対象水域
内に係留した定位置で運転される。従って、湖沼内の汚
濁の著しい水域や浄化処理に適した流域に係留して効率
良く浄化処理運転を行うことができる。また、浄化装置
を水域内で移動する場合は、ワイヤーロープ24a,2
4b及びアンカー25a,25bを引き上げ、船などに
より牽引して容易にその位置を変更することができる。
また、ワイヤーロープ24a,24bを長めに設定して
浮子13を上下動可能に係留することにより、処理対象
水域の水位15が変化した場合でも浮子13がこれに追
従して処理対象水域の水面15と流動床式濾過槽1の相
対位置関係を一定に保つことができるので、安定した浄
化処理運転を継続することができる。
As shown in FIG. 6, the purifying apparatus according to the present invention having the above-described structure has wire ropes 24a, 24a.
b and the anchors 25a and 25b operate at a fixed position moored in the water area for purification treatment. Therefore, the purification treatment operation can be efficiently carried out by mooring the water in the lake and marshes where the pollution is remarkable or the basin suitable for the purification treatment. In addition, when moving the purification device in the water area, the wire ropes 24a, 2
4b and the anchors 25a, 25b can be pulled up and pulled by a ship or the like to easily change their positions.
Further, by setting the wire ropes 24a and 24b to be long and mooring the float 13 so that the float 13 can move up and down, even if the water level 15 of the water body to be treated changes, the float 13 follows this and the water surface 15 of the water body to be treated 15 Since the relative positional relationship between the fluidized bed type filtration tank 1 and the fluidized bed type filtration tank 1 can be kept constant, a stable purification treatment operation can be continued.

【0052】この浄化装置は、浮子13によって浄化処
理対象の水域に浮漂するように設置されているので、該
浄化装置を地上に設置する場合に比べて、処理対象水域
から浄化装置までの原水輸送及び浄化装置から処理対象
水域への浄水返送を行うための所要動力が少なくなり、
浄化装置全体で必要とする動力を大幅に低減することが
できる。また、浄化装置の設置場所として広大な水域の
水面を利用することができるので、浄化装置を大型化し
て大量の水を浄化処理する設備を設置することが容易に
なり、また、その施設工事も少なくて済むことになる。
Since this purification apparatus is installed so as to float in the water area to be purified by the float 13, compared to the case where the purification apparatus is installed on the ground, the raw water transportation from the water area to be treated to the purification apparatus is carried out. And less power is required to return purified water from the purification equipment to the water area to be treated,
The power required for the entire purification device can be significantly reduced. Moreover, since the water surface of a vast water area can be used as the installation location of the purification device, it becomes easy to install a facility for purifying a large amount of water by enlarging the purification device and also for the facility construction. It will be less.

【0053】また、濾過槽1の下部は水没しているの
で、水面上に露出する濾過槽1の高さを低くすることが
でき、しかも、水没した部分には浮力が発生するのでそ
の分だけ浮子13を小型にすることができる。そして、
浄化装置の水没量(深さ)を小さくしてその大部分が水
域水面15に浮漂するようにすれば、水深の浅い水域に
対しても浄化処理能力の大きい浄化装置を設置すること
が容易になる。
Further, since the lower part of the filtration tank 1 is submerged, the height of the filtration tank 1 exposed on the water surface can be lowered, and moreover, buoyancy is generated in the submerged portion, so that much. The float 13 can be downsized. And
If the submerged amount (depth) of the purifying device is reduced so that most of it floats on the water surface 15 of the water body, it is easy to install the purifying device having a large purification treatment capacity even in shallow water areas. Become.

【0054】このような浄化装置を湖沼等に浮かべて浄
化処理を実行した場合、濾過槽1の最終段から排出され
る浄水7は、必ずしも完全なものであるとは云えない。
例えば、濾材2に付着していた生物膜が剥がれ落ちて流
出したり、元々原水3中に含まれていた物質が流出した
りする。浄化処理効果を高めるためには、このような浮
遊物質が再び湖沼に戻らないようにすることが望まし
い。
When such a purifying device is floated on a lake or the like to carry out the purifying treatment, the purified water 7 discharged from the final stage of the filtration tank 1 is not always perfect.
For example, the biofilm adhering to the filter medium 2 may peel off and flow out, or the substance originally contained in the raw water 3 may flow out. In order to enhance the purification effect, it is desirable to prevent such suspended solids from returning to the lake.

【0055】図7は、前述した浄化装置における流動床
による浄化処理を行った後の浄水7中に含まれる浮遊物
質を沈降させて除去するための沈殿槽26を浄水排出側
に設置した浄化装置における処理槽の縦断側面図であ
る。前述した実施形態と共通する構成手段には同一の参
照符号を付して詳細な説明を省略し、または図示説明を
省略する。
FIG. 7 is a purifying apparatus in which a settling tank 26 for settling and removing suspended solids contained in the purified water 7 after the purification treatment by the fluidized bed in the above-mentioned purifying apparatus is installed on the purified water discharge side. 2 is a vertical sectional side view of the processing tank in FIG. The same reference numerals are given to constituent means common to the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted, or illustration thereof will be omitted.

【0056】この実施形態における沈殿槽26は、浄水
7中に含まれる浮遊物質が湖沼に流出しないようにする
と共に、万一、何らかの原因で濾材2が濾過槽1から流
出した場合でも該流出濾材2を沈殿させて除去できるよ
うにして処理対象水域の再汚染を防止するためのもので
ある。沈殿槽26の底に開口する排泥管27は、バルブ
28及び汚泥ポンプ29を介して汚泥溜め30に開放す
る。そして、定期的にバルブ28を開放して汚泥ポンプ
29を運転することにより、沈殿槽26に沈殿して蓄積
された汚泥を汚泥溜め30に移送する。排泥管27を沈
殿槽26の底に開口させた理由は、水分の多い汚泥を極
力濃縮して回収したいためである。
The settling tank 26 in this embodiment prevents the suspended solids contained in the purified water 7 from flowing out into the lake, and even if the filter medium 2 flows out of the filter tank 1 for some reason, the outflowing filter medium It is intended to prevent re-contamination of the water area to be treated by allowing 2 to be precipitated and removed. The sludge pipe 27 that opens to the bottom of the settling tank 26 is opened to a sludge reservoir 30 via a valve 28 and a sludge pump 29. Then, by periodically opening the valve 28 and operating the sludge pump 29, the sludge settled and accumulated in the settling tank 26 is transferred to the sludge reservoir 30. The reason why the sludge discharge pipe 27 is opened at the bottom of the settling tank 26 is that sludge containing a large amount of water is to be concentrated and collected as much as possible.

【0057】沈殿槽26の上部水面は、処理対象水域の
水面15よりも高くして放水管31から放出される浄水
32は大きな流速で水域中に放水されるようにしてい
る。従って、浄水32をこの浄化装置のより遠方に拡散
させることができ、浄水32がすぐに水中取水ポンプ1
1で汲み上げられて還流することを防いでいるので、処
理対象水域内を均一に浄化することができる。
The upper water surface of the settling tank 26 is set higher than the water surface 15 of the water area to be treated so that the purified water 32 discharged from the water discharge pipe 31 is discharged into the water area at a high flow velocity. Therefore, the purified water 32 can be diffused further away from the purification device, and the purified water 32 can be immediately transferred to the submersible pump 1.
Since it is prevented from being pumped up and refluxed in 1, it is possible to uniformly purify the inside of the water area to be treated.

【0058】汚泥は極めて多量の水分を含んでおり、単
に沈殿槽26を設けただけではすぐに沈殿槽26内が汚
泥で一杯になってしまい汚泥運搬船による汚泥回収作業
の回数が増えてしまう。沈殿によりある程度濃縮された
汚泥を沈殿槽26の底から汚泥溜め30に移して天日で
乾燥することにより体積を減少させるようにすれば、汚
泥回収の回数を減らすことができる。この考え方を実現
するため、図8に示す実施形態は、沈殿槽26と汚泥溜
め30を浮子13に取り付けて浄化槽1に近接した状態
で水面に浮かべて設置し、汚泥ポンプ29によって沈殿
槽26から引き上げた汚泥を汚泥溜め30に移して日光
により自然乾燥させるようにしている。
The sludge contains an extremely large amount of water, and if the sedimentation tank 26 is simply provided, the inside of the sedimentation tank 26 will be immediately filled with the sludge and the number of sludge collection operations by the sludge carrier ship will increase. If the volume of sludge that has been concentrated to some extent by precipitation is transferred from the bottom of the settling tank 26 to the sludge reservoir 30 and dried in the sun to reduce the volume, the number of sludge collections can be reduced. In order to realize this idea, in the embodiment shown in FIG. 8, the settling tank 26 and the sludge reservoir 30 are attached to the float 13 and floated on the water surface in the state of being close to the septic tank 1, and the sludge pump 29 removes the water from the settling tank 26. The sludge that has been pulled up is transferred to the sludge reservoir 30 and naturally dried by sunlight.

【0059】図9は、このような浄化装置を貯水容量約
5000tの溜め池33の中に設置した状態を示してお
り、15日に1回の割りで溜め池33の水を浄化装置で
循環濾過して浄化処理できるようにしたものである。
FIG. 9 shows a state in which such a purifying device is installed in a reservoir 33 having a storage capacity of 5000 tons, and the water in the reservoir 33 is circulated every 15 days by the purifier. It is a filter that can be purified.

【0060】なお、浄化処理対象水域の水位が安定して
おり且つこの浄化装置を設置する位置にコンクリートの
底面や壁面などの基盤が確立している場合には、浮子1
3a〜13cを省略し、基盤に濾過槽等を支持させるよ
うにすることもできる。また、逆に浄化処理する水域の
水位が極端に変動したり、あるいは水位が低すぎて浄化
装置の底部が処理対象水域の底に接触して安定した状態
に設置することが困難な場合にも、基盤に濾過槽等を支
持させて設置することができる。
If the water level in the water area to be purified is stable and the foundation such as the bottom surface or wall surface of concrete is established at the position where this purification device is installed, the float 1
It is also possible to omit 3a to 13c and support the filtration tank or the like on the base. On the contrary, if the water level of the water area to be purified changes extremely, or if the water level is too low and the bottom of the purification device contacts the bottom of the water area to be treated and it is difficult to install it in a stable state. It is possible to install by supporting a filtration tank or the like on the base.

【0061】図10は、沈澱槽26で植物を栽培するよ
うにした浄化装置の実施形態を示している。沈澱槽26
で栽培する植物としては、水に浮遊させて栽培するホテ
イアオイのような浮き草状の水草や、該沈澱槽26内に
浮かべた筏状の栽培床に植え付けて栽培する葦,芹,パ
ピルス等の水生植物が好適である。これらの植物は、好
ましい景観を提供するだけでなく、その根が汚泥成分の
沈降を促進して微小な汚泥成分までも沈降させることが
可能となり、更に汚泥や浄水中の窒素やリンを吸収して
消費する効果を付加する。また、浄化装置に隣接して設
置した浮島の上に樹木や草木を植え付けた植生浮島を設
置している。この植生浮島は、図7に示した実施形態に
おける汚泥溜め30を利用しており、好ましい景観を提
供するだけでなく、汚泥中の窒素やリンを樹木や草木に
吸収させて消費し、更に水分蒸発を助ける効果を付加す
る。
FIG. 10 shows an embodiment of a purification device adapted to grow plants in the settling tank 26. Settler 26
Examples of the plants to be cultivated in the above are aquatic plants such as water hyacinths such as water hyacinths which are cultivated by floating in water, and aquatic plants such as reeds, pupae and papyrus which are planted and cultivated on a raft-shaped cultivating floor floated in the settling tank 26. Plants are preferred. Not only do these plants provide a pleasing landscape, but their roots also facilitate the settling of sludge components, allowing even the smallest sludge components to settle, and further absorbing nitrogen and phosphorus in sludge and purified water. Add the effect of consuming. In addition, a vegetation floating island in which trees and plants are planted is installed on the floating island installed adjacent to the purification device. This vegetation floating island utilizes the sludge reservoir 30 in the embodiment shown in FIG. 7, and not only provides a preferable landscape, but also absorbs nitrogen and phosphorus in the sludge by consuming trees and vegetation and consuming water. Adds the effect of assisting evaporation.

【0062】次に、ソーラー発電によるポンプ等の運転
制御について図11を参照して説明する。この実施形態
は、沈澱槽26内に該槽26内の浄水に酸素を供給する
ための循環ポンプ34を設置している。また、浄化装置
の水中取水ポンプ11を運転するための電力は、ソーラ
ー発電パネル12a,12bからのみ供給するように構
成している。制御装置14の制御機能を維持したり監視
のために必要な最小限の電源を確保するためのバッテリ
ーを搭載しているが、ポンプ等の動力源を運転する電力
はソーラー発電パネル12a,12bからのみ供給する
ようにしている。従って、ソーラー発電パネル12a,
12bの発電能力が低下する曇天の日や夜間は、水中取
水ポンプ11を運転するに足りる電力を確保することが
できないので、装置の運転を停止させることになる。し
かしながら、梅雨時などは高温で曇天が続くことがある
ので、水が淀んだ沈澱槽26内では汚泥が分解され、水
中の酸素が不足して水質が悪化する可能性が高い。この
ような環境に対処するためには、沈澱槽26内の水を、
時々、循環ポンプ34で流動させて表面と内部の水を混
合させながら酸素を供給するようにすることが望まし
い。このような目的で用いる循環ポンプ34はヘッド及
び流量ともに小さいもので足りるので、運転に必要な動
力(消費電力)も小さい。浄化処理容量が1日当り15
00トンの浄化装置において、水中取水ポンプ11に給
電するソーラー発電パネル12a,12bの定格発電量
(晴天時の昼間の発電量)は約1.5kWである。これ
に対して沈澱槽27内の循環ポンプ34を運転するのに
必要な電力は約100Wであり、曇天時でも昼間であれ
ばソーラー発電パネル12a,12bの発電量で充分に
賄える場合が多い。そこで、この実施形態では、ソーラ
ー発電パネル12a,12bの発電量が水中ポンプ11
を運転するには足りないが循環ポンプ34を運転するた
めの電力を賄うことができるときには、ソーラー発電パ
ネル12a,12bの発生電力を循環ポンプ34に供給
して該循環ポンプ34を運転し、沈澱槽26内の水を循
環して曝気するようにした。
Next, operation control of a pump or the like by solar power generation will be described with reference to FIG. In this embodiment, a circulation pump 34 for supplying oxygen to the purified water in the precipitation tank 26 is installed in the precipitation tank 26. Further, the electric power for operating the underwater intake pump 11 of the purifying device is configured to be supplied only from the solar power generation panels 12a and 12b. A battery is installed to maintain the control function of the control device 14 and to secure the minimum power supply necessary for monitoring, but the power for driving the power source such as a pump is supplied from the solar power generation panels 12a and 12b. I am trying to supply only. Therefore, the solar power generation panel 12a,
On a cloudy day or at night when the power generation capacity of 12b decreases, sufficient power to operate the submersible water intake pump 11 cannot be secured, so the operation of the device is stopped. However, since cloudy weather may continue at high temperatures during the rainy season, sludge is decomposed in the settling tank 26 where water is stagnant, oxygen in the water is insufficient, and water quality is likely to deteriorate. In order to cope with such an environment, the water in the settling tank 26 is
From time to time, it is desirable to supply oxygen by circulating the water with the circulation pump 34 to mix the surface water with the water inside. Since the circulation pump 34 used for such a purpose needs only a small head and a small flow rate, the power (power consumption) required for operation is also small. Purification capacity is 15 per day
In the 00-ton purification device, the rated power generation amount (daytime power generation during fine weather) of the solar power generation panels 12a and 12b for supplying power to the underwater intake pump 11 is about 1.5 kW. On the other hand, the electric power required to operate the circulation pump 34 in the settling tank 27 is about 100 W, and the amount of power generated by the solar power generation panels 12a and 12b can often be sufficient in the daytime even in cloudy weather. Therefore, in this embodiment, the amount of power generated by the solar power generation panels 12a and 12b is controlled by the submersible pump 11.
When it is not enough to operate the circulation pump 34 but can supply the electric power for operating the circulation pump 34, the electricity generated by the solar power generation panels 12a and 12b is supplied to the circulation pump 34 to operate the circulation pump 34 to cause precipitation. The water in the tank 26 was circulated for aeration.

【0063】図12は、図11に示した実施形態におけ
る沈澱槽26に設置した循環ポンプ34を詳述してい
る。沈殿槽26は浮子35によって処理対象水域に浮漂
するように設置され、循環ポンプ34は浮子36によっ
て沈殿槽26内の水面に浮漂するように設置され、水面
上に位置するように電動空気圧縮機37が取り付けられ
ている。電動空気圧縮機37は、ソーラー発電パネル
(12a,12b)から電力が供給されると回転して空
気を圧縮して導管38により水中に吹き込んで気泡とし
て上昇させる。この気泡は水中に酸素を補給すると共
に、その上昇に伴って水の流れを引き起こして沈澱槽2
6の内部に水流を発生させる。この水流により沈澱槽2
6内の水が表面と内部で混合され、表面にて大気から水
中に溶け込んだ酸素を沈澱槽27内の全体に行きわたら
せる。
FIG. 12 details the circulation pump 34 installed in the settling tank 26 in the embodiment shown in FIG. The settling tank 26 is installed by the float 35 so as to float in the water area to be treated, and the circulation pump 34 is installed by the float 36 so as to float on the water surface in the settling tank 26, and the electric air compressor is located above the water surface. 37 is attached. When electric power is supplied from the solar power generation panels (12a, 12b), the electric air compressor 37 rotates to compress the air and blow it into the water through the conduit 38 to raise it as bubbles. These bubbles replenish oxygen in the water and, together with its rise, cause a flow of water to cause precipitation.
A water stream is generated inside 6. Settling tank 2 by this water flow
The water in 6 is mixed on the surface and inside, and the oxygen dissolved in the water from the atmosphere at the surface spreads throughout the settling tank 27.

【0064】これまで説明した実施形態は、濾過槽1a
に汲み上げた原水3を濾過槽1a,濾過槽1b,濾過槽
1cを順次に通過させて濾過した後に再び湖沼内に戻す
直列濾過方式であった。以下に示す実施の形態は、1段
若しくは2段の濾過槽をバイパスするバイパス流路を設
けて、様々な環境に適応できるように構成したものであ
る。
The embodiments described so far are the same as the filtration tank 1a.
The raw water 3 pumped up to the above was sequentially filtered through the filtration tank 1a, the filtration tank 1b and the filtration tank 1c, and then returned to the lake again. The embodiments described below are configured so as to be provided with a bypass flow path that bypasses the one-stage or two-stage filtration tanks so as to be adaptable to various environments.

【0065】図13に示す実施形態は、水中取水ポンプ
11につながる給水管4の途中にバルブ40a,40
b,40cを設け、各バルブ40a〜40cには給水管
4で送られてくる原水3を分岐して第1段の濾過槽1
a,第2段の濾過槽1b,第3段の濾過槽1cに送る送
水管39a,39b,39cが連結される。バルブ40
a〜40cは電磁バルブであり、図16に示すようなコ
ントローラー58からの制御信号でそれぞれ独立に開閉
制御される。これらのバルブ40a〜40cの開閉によ
り、各濾過槽1a,1b,1cに送る被処理水を制御す
ることができる。この被処理水制御は、水中取水ポンプ
11に供給される電力量や取水する原水の状態や各濾過
槽1での水の状態に応じて次のように実行される。
In the embodiment shown in FIG. 13, valves 40a, 40 are provided in the middle of the water supply pipe 4 connected to the submersible water intake pump 11.
b and 40c are provided, and the raw water 3 sent by the water supply pipe 4 is branched to each of the valves 40a to 40c to divide the raw water 3 into the first filtration tank 1
a, water pipes 39a, 39b, 39c for sending to the second-stage filtration tank 1b and the third-stage filtration tank 1c. Valve 40
Reference numerals a to 40c are electromagnetic valves, which are independently controlled to open and close by a control signal from a controller 58 as shown in FIG. By opening and closing these valves 40a to 40c, it is possible to control the water to be treated to be sent to each of the filtration tanks 1a, 1b, 1c. This treated water control is executed as follows according to the amount of electric power supplied to the underwater intake pump 11, the state of raw water to be taken, and the state of water in each filtration tank 1.

【0066】水中取水ポンプ11が専らソーラー発電パ
ネル12a,12bからの給電で運転される場合は、該
水中取水ポンプ11に供給される電力量は、天候の状態
で変化する。ソーラー発電パネル12a,12bからの
供給電力が小さい場合には、水中取水ポンプ11の回転
速度も低くなるので、吸い込んだ原水を充分に昇圧する
ことができない。水中取水ポンプ11の昇圧力が原水を
水面15からバルブ40cを経て濾過槽2cに流すこと
ができる程度である場合には、バルブ40cを開き、取
水した原水を濾過槽1cにのみ供給して濾過するように
する。太陽光線が強くなってソーラー発電パネル12
a,12bの発電量が増加し、水中取水ポンプ11に供
給される電力が増加して該水中取水ポンプ11の吐出圧
力が原水を濾過槽1bまで供給できるようになった場合
には、バルブ40cを閉じてバルブ40bを開き、水中
取水ポンプ11で取水した原水を濾過槽1bに供給する
ようにする。濾過槽1bに供給された原水は、該濾過槽
1bを通過して濾過された後に更に濾過槽1cを通過し
て濾過されて放出される。太陽光線が更に強くなってソ
ーラー発電パネル12a,12bの発電量が増加し、水
中取水ポンプ11の吐出圧力が濾過槽1aまで給水でき
る程度に増加した場合には、バルブ40b,40cを閉
じてバルブ40aのみを開き、水中取水ポンプ11で取
水した原水を濾過槽1aに供給するようにする。これに
より、原水は、濾過槽1a,1b,1cを順次に通過し
て濾過される。
When the submersible water intake pump 11 is operated exclusively by the power supplied from the solar power generation panels 12a and 12b, the amount of electric power supplied to the submersible water intake pump 11 changes depending on the weather condition. When the power supplied from the solar power generation panels 12a and 12b is small, the rotation speed of the submersible water intake pump 11 is also low, so that the sucked raw water cannot be sufficiently pressurized. When the boosting force of the submersible water intake pump 11 is such that raw water can flow from the water surface 15 to the filtration tank 2c through the valve 40c, the valve 40c is opened and the taken raw water is supplied only to the filtration tank 1c for filtration. To do so. Solar power generation panel 12
When the amount of power generated by a and 12b increases and the electric power supplied to the submersible water intake pump 11 increases so that the discharge pressure of the submersible water intake pump 11 can supply the raw water to the filtration tank 1b, the valve 40c Is closed and the valve 40b is opened to supply the raw water taken by the underwater intake pump 11 to the filtration tank 1b. The raw water supplied to the filtration tank 1b passes through the filtration tank 1b, is filtered, and then passes through the filtration tank 1c to be filtered and discharged. When the sun's rays become stronger and the amount of power generated by the solar power generation panels 12a, 12b increases and the discharge pressure of the submersible water intake pump 11 increases to the extent that water can be supplied to the filtration tank 1a, the valves 40b, 40c are closed. Only 40a is opened and the raw water taken by the underwater intake pump 11 is supplied to the filtration tank 1a. As a result, the raw water is filtered by sequentially passing through the filtration tanks 1a, 1b, 1c.

【0067】このようなバルブ開閉制御を行うことによ
り、例えば、晴天状態で朝10時〜夕方3時程度が運転
可能な太陽光線を得ることができる時間帯であるような
設置環境において、朝8時〜夕方4時過ぎの時間帯での
運転が可能になる。
By performing such valve opening / closing control, for example, in an installation environment in which the operational sunlight is obtained from 10:00 am to 3:00 pm in fine weather, 8 hours in the morning It becomes possible to drive in the time zone from 4pm to 4pm.

【0068】また、秋から冬の期間は、浄化対象の湖沼
では植物プランクトンが減って水質が良くなることが多
い。湖沼における植物プランクトンが減少すると言うこ
とは、濾過槽1内部の微生物の活動も低下し、そもそも
流動床濾過の原理である生物作用による浄化処理能力も
低下することを意味する。このような環境では、濾過槽
1内を上昇する被処理水の流速を落とし、濾過槽内の濾
材を流動させずに、上向き固定床濾過の原理で汚濁物を
物理的に捕捉するようにしたとしても、もともとの被処
理水に含まれる汚濁物(負荷)が少ないため、濾過槽1
が目詰まりすることもなく、能力が低下した流動床濾過
よりも浄化処理効率が高いことがある。
Also, during the period from autumn to winter, phytoplankton is often reduced and the water quality is improved in the lakes to be purified. The reduction of phytoplankton in lakes means that the activity of microorganisms inside the filter tank 1 also decreases, and the purification treatment capacity by biological action, which is the principle of fluidized bed filtration, also decreases. In such an environment, the flow velocity of the water to be treated rising in the filtration tank 1 was reduced, and the contaminants were physically captured by the principle of upward fixed bed filtration without flowing the filter medium in the filtration tank. However, since the amount of contaminants (load) contained in the original treated water is small, the filtration tank 1
May not be clogged, and the purification efficiency may be higher than that of the fluidized bed filtration with reduced capacity.

【0069】この現象を考慮して、秋季及び冬季におい
ては、総てのバルブ40a,40b,40cを開き、各
濾過槽1a,1b,1cに並列状態に給水するようにす
る。このようにすると、濾過槽1aには、各濾過槽1a
〜1cに直列に給水するようにした場合の1/3の量の
被処理水が供給される。この水量では濾過槽1a内の濾
材が流動しないようにしておけば、この濾過槽1aでは
上向き固定床濾過が実現される。濾過槽1bには濾過槽
1aを通過した被処理水とバルブ40bを経て供給され
る被処理水が供給される。この水量は、各濾過槽1a〜
1cを直列に連結する場合の2/3の水量となる。濾過
槽中の濾材はある程度の粒径分布を有しているので、こ
の流量では流動しない濾材もかなり存在し、濾過槽1b
では固定床濾過と流動床濾過の混合濾過が実現される。
更に、濾過槽1cでは各濾過槽1a〜1cを直列に連結
した場合と同量の被処理水が供給されるので、この濾過
槽1cでは流動床濾過となる。
In consideration of this phenomenon, all valves 40a, 40b and 40c are opened in autumn and winter to supply water in parallel to the respective filtration tanks 1a, 1b and 1c. In this way, each filtration tank 1a is
The amount of water to be treated is ⅓ of that in the case where water is supplied in series to ˜1c. If the filter medium in the filter tank 1a is prevented from flowing with this amount of water, upward fixed bed filtration is realized in this filter tank 1a. The water to be treated that has passed through the filtration tank 1a and the water to be treated supplied through the valve 40b are supplied to the filtration tank 1b. This amount of water is
The amount of water is 2/3 that when 1c is connected in series. Since the filter medium in the filtration tank has a certain particle size distribution, there is a considerable amount of filter medium which does not flow at this flow rate, and the filtration tank 1b.
Realizes mixed filtration of fixed bed filtration and fluidized bed filtration.
Furthermore, since the same amount of water to be treated is supplied to the filtration tank 1c as when the respective filtration tanks 1a to 1c are connected in series, the filtration tank 1c performs fluidized bed filtration.

【0070】また、この実施の形態では、水中取水ポン
プ11で取水する水量を取水する原水の状態によって変
化させることも可能である。通常時の取水量では、濾過
槽内の濾材のうちで粒径が大きいものが流動を開始する
下限流量になるようにして、固定床濾過と流動床濾過の
混合濾過により濁質の捕捉率を高めるようにする。そし
て、降雨の後などのように原水が粘土状の濁質を多く含
む場合などには、そのような濁質分を捕捉させることは
得策ではないので、取水流量を多くして濾材を完全に流
動化させ、粘土のような濁質分はそのまま流出(通過)
させるようにする。
Further, in this embodiment, it is also possible to change the amount of water taken by the submersible water intake pump 11 depending on the state of the raw water. In the normal amount of water taken, the filter material with a large particle size in the filter tank is set to the lower limit flow rate at which it starts to flow, and the turbidity capture rate is improved by the mixed filtration of fixed bed filtration and fluidized bed filtration. Try to raise it. When the raw water contains a large amount of clay-like suspended matter, such as after rainfall, it is not a good idea to capture such suspended matter, so increase the intake flow rate to completely remove the filter medium. Fluidize and turbidity like clay flows out (passes)
I will let you.

【0071】更に、濾過槽1aで処理された被処理水の
水質が充分に清浄になっている場合には、図13に示す
ように、バルブ40a,40bを開き、且つ、水中取水
ポンプ11の取水量を定格の2倍とすることで、処理流
量を定格の2倍にして運転することも可能である。この
場合には、濾過槽1aを通過して濾過された被処理水は
連結流路17aを経て濾過槽1bの上部に供給される
が、濾過槽1bには送水管39bを介して濾過定格流量
の原水が供給されているために、濾過槽1aから供給さ
れた被処理水はオーバーフローしてそのまま濾過槽1c
の上部に流下する。濾過槽1cには、濾過槽1aを通過
した被処理水と濾過槽1bを通過した被処理水が合流し
て定格流量の2倍の被処理水が供給されるが、定格流量
分のみが濾過槽1c内を通過して濾過され、残りはその
ままオーバーフローして流下する。
Further, when the water quality of the water to be treated treated in the filtration tank 1a is sufficiently clean, as shown in FIG. 13, the valves 40a and 40b are opened and the water intake pump 11 is operated. By setting the amount of water intake to twice the rated value, it is possible to operate with the treatment flow rate doubled to the rated value. In this case, the water to be treated that has passed through the filtration tank 1a and is filtered is supplied to the upper portion of the filtration tank 1b via the connection flow path 17a, but the filtration tank 1b is supplied with the rated filtration flow rate via the water supply pipe 39b. Since the raw water is supplied, the water to be treated supplied from the filtration tank 1a overflows and the filtration tank 1c remains as it is.
Run down to the top. The treated water that has passed through the filtered tank 1a and the treated water that has passed through the filtered tank 1b join together into the filtered tank 1c, and the treated water is supplied at twice the rated flow rate, but only the rated flow rate is filtered. After passing through the tank 1c and being filtered, the rest overflows as it is and flows down.

【0072】なお、図13に示す実施の形態では、濾過
槽1aに送水する送水管39aの終端と導水管16aの
始端の間に空間を設け、導水管16aの最上部の高さに
よる水頭で被処理水を流す構造にしているが、この構造
では、どうしても導水管16aが高くなるので、図14
に示す実施形態では、送水管39aと導水管16aを直
結して閉管路とすることにより濾過槽1aにおける水頭
を確保することで装置全体の高さを低くするように工夫
している。
In the embodiment shown in FIG. 13, a space is provided between the end of the water supply pipe 39a for supplying water to the filtration tank 1a and the start end of the water conveyance pipe 16a so that the water head is formed by the height of the uppermost portion of the water conveyance pipe 16a. Although the structure is such that the water to be treated flows, the water conduit 16a inevitably becomes high in this structure.
In the embodiment shown in (1), the water supply pipe 39a and the water guide pipe 16a are directly connected to each other to form a closed pipe, so that the head of the filtration tank 1a is secured to reduce the height of the entire device.

【0073】また、本発明になる浄化装置は、濾過槽1
a,1b,1cを直列状態に連結し、且つ、水中取水ポ
ンプ11で取水する原水量を定格処理容量よりも多くし
て各濾過槽1a〜1cにおいてオーバーフローするよう
な形態で運転できる実施形態とすることも可能である。
例えば、原水の汚濁が著しくて該原水中の溶存酸素が少
ない場合などにこのような運転を実施すると、定格濾過
流量以上の原水は各濾過槽1a〜1cの上部でオーバー
フローし、外気に曝されて自然曝気される。すなわち、
定格濾過流量分は各濾過槽1a〜1c内を通過して濾過
され、それ以上の分はオーバーフローによる落下で自然
曝気されて酸素が補給されるようになる。
Further, the purifying device according to the present invention is the filtration tank 1
an embodiment in which a, 1b, 1c are connected in series, and the amount of raw water taken by the submersible water intake pump 11 is made larger than the rated treatment capacity so that the filtration tanks 1a to 1c overflow. It is also possible to do so.
For example, when such an operation is carried out when the raw water is significantly polluted and the dissolved oxygen in the raw water is small, raw water having a rated filtration flow rate or more overflows in the upper portions of the respective filtration tanks 1a to 1c and is exposed to the outside air. Is naturally aerated. That is,
The rated filtration flow rate is passed through each of the filtration tanks 1a to 1c to be filtered, and the portion exceeding the rated filtration flow rate is naturally aerated by dropping due to overflow and oxygen is supplied.

【0074】図15は、水中取水ポンプ11で取水する
原水の状態や各濾過槽1a〜1cで濾過された被処理水
の状態をモニターして浄化処理を制御するようにした浄
化装置を示している。水質モニター部51にはパイプ5
2a,52b,52c,52dが連結しており、各パイ
プ52a〜52dは電磁バルブ53a,53b,53
c,53dを開閉制御することで、水中取水ポンプ11
で取水した原水及び各濾過槽1a,1b,1cで濾過し
た被処理水を、それぞれ、水頭差により水質モニター部
51に送り込むようにしている。なお、図15におい
て、格子状構造物50a,50b,50cは、各濾過槽
1a,1b,1cの上部に設置され、メンテナンス作業
時などに作業者が濾過槽1内に転落するのを防止する。
FIG. 15 shows a purifying device for controlling the purifying process by monitoring the condition of the raw water taken by the submersible water intake pump 11 and the condition of the water to be treated filtered in each of the filtration tanks 1a to 1c. There is. Pipe 5 in the water quality monitor 51
2a, 52b, 52c, 52d are connected, and the pipes 52a-52d are electromagnetic valves 53a, 53b, 53.
By controlling the opening and closing of c and 53d, the underwater intake pump 11
The raw water taken in step 1 and the water to be treated that has been filtered in each of the filtration tanks 1a, 1b, 1c are sent to the water quality monitor 51 due to the head difference. In addition, in FIG. 15, the grid-like structures 50a, 50b, 50c are installed above the respective filtration tanks 1a, 1b, 1c to prevent the operator from falling into the filtration tank 1 at the time of maintenance work. .

【0075】図16は、図15に示した浄化装置を詳細
に示す制御系のブロック図である。バルブ53a,53
b,53c,53dをそれぞれ開閉制御することにより
パイプ52a,52b,52c,52dを介して試料5
5として水質モニター部51に送られた原水及び各被処
理水は、水質センサー54によって温度,pH,濁度な
どが測定された後にそのまま処理対象水域に放出され
る。水質センサー54は、信号線64でコントローラー
58と電気的に接続されており、測定して得た水質デー
タをコントローラー58に送る。コントローラー58
は、水質の測定や水中ポンプ11の運転制御のように浄
化装置の運転制御に必要な総てのシーケンスをプログラ
ムとして内蔵している。各バルブ53a,53b,53
c,53dの開閉制御もコントローラー58から信号線
65を介して送られる制御信号によって行なわれる。コ
ントローラー58は、その他に、水中取水ポンプ11の
吐出側に設けられた圧力計57や各送水管39a,39
b,39cにそれぞれ設けられた流量計56a,56
b,56cの測定値を信号線68,66を介してモニタ
ーし、それらの値や水質センサー54の測定値あるいは
ソーラー発電パネル(12a,12b)の発電量などに
基づいて、送水管39a,39b,39cにそれぞれ設
けられたバルブ40a,40b,40cを予め設定され
たシーケンスに従って信号線67を介して開閉制御し、
あるいは信号線60で接続された制御装置14を介して
該制御装置14に給電線63を介して接続された水中取
水ポンプ11の運転を制御し、あるいは図11及び図1
2を参照して説明した沈澱槽26内の循環ポンプ34の
運転を制御する。
FIG. 16 is a block diagram of a control system showing in detail the purifying device shown in FIG. Valves 53a, 53
b, 53c and 53d are controlled to open and close respectively, and the sample 5 is passed through the pipes 52a, 52b, 52c and 52d
The raw water and each water to be treated, which are sent to the water quality monitoring unit 51 as 5, are discharged to the treatment target water area as they are after the temperature, pH, turbidity, etc. are measured by the water quality sensor 54. The water quality sensor 54 is electrically connected to the controller 58 by a signal line 64, and sends the water quality data obtained by measurement to the controller 58. Controller 58
Incorporates, as a program, all sequences required for operation control of the purification device, such as water quality measurement and operation control of the submersible pump 11. Each valve 53a, 53b, 53
Opening / closing control of c and 53d is also performed by a control signal sent from the controller 58 through the signal line 65. In addition, the controller 58 includes the pressure gauge 57 provided on the discharge side of the submersible water intake pump 11 and the water supply pipes 39a, 39.
flowmeters 56a and 56 provided on b and 39c, respectively.
The measured values of b and 56c are monitored via the signal lines 68 and 66, and the water supply pipes 39a and 39b are based on those values, the measured value of the water quality sensor 54, the power generation amount of the solar power generation panel (12a, 12b), and the like. , 39c respectively, the opening and closing control of the valves 40a, 40b, 40c respectively provided via the signal line 67 according to a preset sequence,
Alternatively, the operation of the submersible water intake pump 11 connected to the control device 14 via the power supply line 63 is controlled via the control device 14 connected to the signal line 60, or
The operation of the circulation pump 34 in the precipitation tank 26 described with reference to 2 is controlled.

【0076】コントローラー58は、更に、無線装置5
9を備え、前記各モニターの値や浄化装置の運転状態を
電波69を使用して陸上の管理棟(図示せず)に無線連
絡する。管理棟では送信されてきたデータを解析し、場
合によっては、コントローラー58に内蔵されているシ
ーケンスプログラムの変更を無線通信で実行できるよう
にする。
The controller 58 further includes the wireless device 5
9, the value of each monitor and the operating state of the purifying device are wirelessly communicated to a land-based management building (not shown) using radio waves 69. The management wing analyzes the transmitted data and, depending on the case, allows the change of the sequence program built in the controller 58 to be executed by wireless communication.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば次のよう
な効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0078】被処理水導入部と放水部が水面よりも高く
なるように濾過槽を処理対象水域に設置したことにより
メンテナンス作業が容易な浄化装置とすることができ
る。
By installing the filtration tank in the water area to be treated so that the treated water introducing portion and the water discharge portion are higher than the water surface, it is possible to provide a purifying device which facilitates maintenance work.

【0079】また、濾過槽の下部を処理対象水域に水没
させて設置したことにより、水上に露出する部分を低く
することができ、従って、取水ポンプの揚程が低くすな
るので消費するエネルギーが低減する。また、濾過槽に
供給する被処理水を大気に開放して大気中の酸素を被処
理水に補給するようにしているので曝気用の動力を低減
することができ、従って、曝気のための消費エネルギー
を低減することができる。
Further, by arranging the lower part of the filtration tank so as to be submerged in the water area to be treated, it is possible to lower the exposed portion on the water, and therefore the head of the intake pump is lowered, so that energy consumption is reduced. To do. In addition, since the water to be treated supplied to the filtration tank is opened to the atmosphere and oxygen in the atmosphere is replenished to the water to be treated, the power for aeration can be reduced, and therefore the consumption for aeration can be reduced. Energy can be reduced.

【0080】また、流動床方式の濾過槽内を分割して複
数の流路を形成して槽内の被処理水の流れを均一にして
流動床を安定させることにより、浄化処理性能を安定さ
せることができる。
Further, the purification treatment performance is stabilized by dividing the inside of the fluidized bed type filtration tank to form a plurality of flow paths to make the flow of the water to be treated in the tank uniform and to stabilize the fluidized bed. be able to.

【0081】また、濾過槽から放出される浄水に含まれ
る浮遊物を沈殿槽で沈降させて除去するようにしたこと
により、湖沼の再汚染をすることを防止するがでる。
Further, since the suspended matter contained in the purified water discharged from the filter tank is settled and removed in the settling tank, recontamination of lakes and marshes can be prevented.

【0082】また、沈殿槽に沈殿した汚泥を汚泥溜めに
引き上げて乾燥させるようにしたことにより、浄化装置
からの汚泥の回収作業の回数を低減することができる。
Further, since the sludge settled in the settling tank is pulled up to the sludge reservoir and dried, it is possible to reduce the number of sludge collection operations from the purification device.

【0083】また、濾過槽を通過した水を溜める容器を
設け、前記容器内で植物を栽培するようにしたことによ
り、浄化装置を設置することによる景観の低下を防止す
ることができる。
Further, by providing a container for storing the water that has passed through the filter tank and cultivating the plant in the container, it is possible to prevent the deterioration of the landscape due to the installation of the purification device.

【0084】また、被処理水を複数の濾過槽に対して直
列または並列関係に通水して濾過処理させ、また、原水
や被処理水の水質に応じた通水量で浄化処理させること
ができるようにしたので、様々な環境に対応することが
できる。
Further, the water to be treated can be passed through a plurality of filtration tanks in series or in a parallel relationship to be filtered, and can be purified at a flow rate corresponding to the quality of the raw water or the water to be treated. By doing so, it is possible to deal with various environments.

【0085】また、ソーラー発電量に応じて濾過槽に対
する給水方法を制御し、また沈殿槽内の浄水を循環させ
て酸素を補給する曝気用の循環ポンプを設け、ソーラー
発電力が低下したときにも浄化処理を継続するような運
転制御を行なうようにしたので、ソーラー発電電力を有
効に活用した浄化処理を実現することができる。
Further, a water supply method for the filtration tank is controlled according to the amount of solar power generation, and an aeration circulation pump is provided to circulate the purified water in the precipitation tank to supply oxygen. Since the operation control is performed so as to continue the purification process, it is possible to realize the purification process that effectively utilizes the solar power.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明になる浄化装置で採用する流動床式濾過
の原理を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of fluidized bed type filtration adopted in a purification device according to the present invention.

【図2】本発明の実施の形態を示す浄化装置の外観斜視
図である。
FIG. 2 is an external perspective view of a purifying device showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の前記実施の形態における流動床式濾過
槽の縦断側面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional side view of the fluidized bed type filtration tank according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の前記実施の形態における流動床式濾過
槽の横断平面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional plan view of the fluidized bed filtration tank according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の前記実施の形態における制御装置の電
気的回路図である。
FIG. 5 is an electric circuit diagram of the control device in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の前記実施の形態における浄化装置の設
置状態を示す側面図である。
FIG. 6 is a side view showing an installed state of the purification device in the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施の形態である処理槽の縦断側
面図である。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional side view of a processing tank according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の更に他の実施の形態を示す浄化装置の
外観斜視図である。
FIG. 8 is an external perspective view of a purifying device showing still another embodiment of the present invention.

【図9】図8に示した浄化装置を湖沼内に設置した状態
を示す平面図である。
9 is a plan view showing a state in which the purification device shown in FIG. 8 is installed in a lake.

【図10】本発明の更に他の実施の形態を示す浄化装置
の外観斜視図である。
FIG. 10 is an external perspective view of a purifying device showing still another embodiment of the present invention.

【図11】本発明の更に他の実施の形態を示す浄化装置
の外観斜視図である。
FIG. 11 is an external perspective view of a purifying device showing still another embodiment of the present invention.

【図12】図11に示した浄化装置における沈澱槽の部
分を示す縦断側面図である。
12 is a vertical cross-sectional side view showing a portion of a settling tank in the purification apparatus shown in FIG.

【図13】本発明の更に他の実施の形態を示す流動床式
濾過槽の縦断側面図である。
FIG. 13 is a vertical cross-sectional side view of a fluidized bed type filter tank showing still another embodiment of the present invention.

【図14】本発明の更に他の実施の形態を示す流動床式
濾過槽の縦断側面図である。
FIG. 14 is a vertical cross-sectional side view of a fluidized bed type filtration tank showing still another embodiment of the present invention.

【図15】本発明の更に他の実施の形態の浄化装置の設
置状態を示す側面図である。
FIG. 15 is a side view showing an installed state of a purifying device according to still another embodiment of the present invention.

【図16】図15に示した浄化装置における制御系を示
すブロック図である。
16 is a block diagram showing a control system in the purification device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a〜1c…流動床式濾過槽、2,2a〜2c…濾
材、3…原水(湖沼水)、4…給水管、6…放水管、7
…浄水、11…水中取水ポンプ、12a,12b…ソー
ラー発電パネル、13a〜13c…浮子、14…制御装
置、15…水域水面、16a〜16c…導水管、17a
〜17c…連結流路(樋)、19…バッテリー、21…
切り換えリレー、22…外部電源、24a,24b…ワ
イヤロープ、25a,25b…アンカー、26…沈殿
槽、30…汚泥溜め、34…循環ポンプ、51…水質モ
ニター部、58…コントローラー。
1, 1a-1c ... Fluidized bed type filtration tank, 2, 2a-2c ... Filter material, 3 ... Raw water (lake water), 4 ... Water supply pipe, 6 ... Water discharge pipe, 7
... Purified water, 11 ... Submersible water intake pump, 12a, 12b ... Solar power generation panel, 13a-13c ... Float, 14 ... Control device, 15 ... Water area water surface, 16a-16c ... Water conduit, 17a
-17c ... Connection channel (gutter), 19 ... Battery, 21 ...
Switching relay, 22 ... External power supply, 24a, 24b ... Wire rope, 25a, 25b ... Anchor, 26 ... Sedimentation tank, 30 ... Sludge reservoir, 34 ... Circulation pump, 51 ... Water quality monitor section, 58 ... Controller.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C02F 7/00 B01D 23/10 Z (72)発明者 水守 隆司 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 高木 武夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 依田 裕明 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所 土浦工場内 (72)発明者 小林 和男 東京都千代田区神田駿河台四丁目6番地 株式会社 日立製作所内 (72)発明者 岡島 裕明 茨城県土浦市神立町603番地 日立土浦 エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−60286(JP,A) 実開 昭58−124293(JP,U) 実開 平6−70898(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/02 - 3/10 C02F 3/14 - 3/34 C02F 7/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C02F 7/00 B01D 23/10 Z (72) Inventor Takashi Mizumori 502 Jinmachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Machinery Co., Ltd. (72) Inventor Takeo Takagi 502 Kintate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Co., Ltd. Mechanical Engineering Laboratory (72) Inventor Hiroaki Yoda 603 Kintate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Tsuchiura factory (72) Inventor Kobayashi Kazuo 4-6, Kanda, Surugadai, Chiyoda-ku, Tokyo, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Hiroaki Okajima, 603, Kamimachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Tsuchiura Engineering Co., Ltd. (56) Reference: JP-A-7-60286 (JP) , A) Actual development Sho 58-124293 (JP, U) Actual development 6-70898 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , D B name) C02F 3/02-3/10 C02F 3/14-3/34 C02F 7/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】 (57) [Claims] 【請求項1】処理対象水域に設置され、内部に濾材を有
し、上部に給水口と排水口を備えたそれぞれ高さの異な
る複数の濾過槽と、前記処理対象水域から取水して前記
濾過槽に給水する取水手段と、前記各濾過槽毎に設けら
れた給水口に前記取水手段からの被処理水を導入する手
段と、最も高い濾過槽を除いた前記各濾過槽に前段の濾
過槽から排水される被処理水を該濾過槽の給水口に導入
する手段とを備えたことを特徴とする浄化装置。
1. A plurality of filtration tanks, which are installed in a water area to be treated, have a filter medium inside, and are provided with a water supply port and a drain port at different heights and have different heights, respectively. Intake means for supplying water to the tank, means for introducing water to be treated from the intake means to the water supply port provided for each of the filtration tanks, and each filtration tank excluding the tallest filtration tank to the previous filtration tank And a means for introducing water to be treated drained from the water into the water supply port of the filtration tank.
【請求項2】処理対象水域に設置され、内部に濾材を有
し、上部に給水口と排水口を備えたそれぞれ高さの異な
る複数の濾過槽と、前記処理対象水域から取水して前記
濾過槽に給水する取水手段と、前記取水手段に電力を供
給する太陽発電手段と、前記各濾過槽毎に設けられた前
記給水口に前記取水手段から被処理水を並列に導入する
被処理水並列導入手段と、これらの被処理水並列導入手
段毎に設けられた開閉手段と、最も高い濾過槽を除いた
前記各濾過槽に前段の濾過槽から排水される被処理水を
前記給水口に導入する被処理水直列導入手段と、前記太
陽発電手段の発電量に応じて前記開閉手段を制御する手
段とを備えたことを特徴とする浄化装置。
2. A plurality of filtration tanks, which are installed in a water area to be treated, have a filter medium inside, and are provided with a water supply port and a drain port at the upper part and have different heights, respectively, and take the water from the water area to be treated and perform the filtration. Water intake means for supplying water to the tank, solar power generation means for supplying electric power to the water intake means, and treated water parallel for introducing the treated water from the water intake means in parallel to the water supply port provided for each of the filtration tanks Introducing means, opening / closing means provided for each of these treated water parallel introducing means, and introducing the treated water drained from the preceding filtration tank into each of the filtration tanks excluding the highest filtration tank to the water supply port A purifying apparatus comprising: a treated water series introduction means for controlling the opening / closing means and a means for controlling the opening / closing means in accordance with the power generation amount of the solar power generation means.
【請求項3】処理対象水域に設置され、内部に濾材を有
し、上部に給水口と排水口を備えたそれぞれ高さの異な
る複数の濾過槽と、前記処理対象水域から取水して前記
濾過槽に給水する取水手段と、前記取水手段に電力を供
給する太陽発電手段と、前記各濾過槽毎に設けられた前
記給水口に前記取水手段からの被処理水を並列に導入す
る被処理水並列導入手段と、これら被処理水並列導入手
段毎に設けられた開閉手段と、最も高い濾過槽を除いた
前記各濾過槽に前段の濾過槽から排水される被処理水を
前記給水口に導入する処理水直列導入手段と、前記被処
理水の水質を検出する手段と、前記水質検出手段の出力
に基づいて前記開閉手段を制御する手段とを備えたこと
を特徴とする浄化装置。
3. A plurality of filtration tanks, which are installed in a water area to be treated, have a filter medium inside, and are provided with a water supply port and a drain port at the upper portion and have different heights, respectively, and take water from the water area to be treated and perform the filtration. Water intake means for supplying water to the tank, solar power generation means for supplying electric power to the water intake means, and treated water for introducing in parallel the water to be treated from the water intake means into the water supply port provided for each of the filtration tanks Parallel introduction means, opening and closing means provided for each of these treated water parallel introduction means, and the treated water drained from the preceding filtration tank to each of the filtration tanks excluding the highest filtration tank is introduced to the water supply port A purifying apparatus comprising: a series of treated water introducing means, a means for detecting the water quality of the water to be treated, and a means for controlling the opening / closing means based on the output of the water quality detecting means.
【請求項4】請求項1〜3の1項において、最も高い濾
過槽を除いた前記各濾過槽に前段の濾過槽の被処理水を
給水口に導入する手段は、濾過槽に被処理水を供給する
前に該被処理水を大気に開放することを特徴とする浄化
装置。
4. The method of introducing the treated water of the preceding filtration tank into the water supply port into each of the filtration tanks except the highest filtration tank according to claim 1, A purifying device, characterized in that the water to be treated is opened to the atmosphere before being supplied.
JP06132496A 1995-05-26 1996-03-18 Purification device Expired - Fee Related JP3422169B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06132496A JP3422169B2 (en) 1995-05-26 1996-03-18 Purification device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7-127993 1995-05-26
JP12799395 1995-05-26
JP06132496A JP3422169B2 (en) 1995-05-26 1996-03-18 Purification device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0947772A JPH0947772A (en) 1997-02-18
JP3422169B2 true JP3422169B2 (en) 2003-06-30

Family

ID=26402365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06132496A Expired - Fee Related JP3422169B2 (en) 1995-05-26 1996-03-18 Purification device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3422169B2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1073869C (en) * 1997-03-26 2001-10-31 株式会社日立制作所 Fluidized bed filtering apparatus
KR100448650B1 (en) * 2000-12-18 2004-09-13 이종경 A removal system of deposit in rivers used an inhaler
JP2006288209A (en) * 2005-04-05 2006-10-26 Hamamatsu Photonics Kk Device and method for carrying plant
CN1292994C (en) * 2005-09-09 2007-01-03 河北农业大学 Solar energy membrane bioreactor
JP5160340B2 (en) * 2008-08-18 2013-03-13 佐藤工業株式会社 Water purification system and water purification method
KR101034651B1 (en) * 2010-12-22 2011-05-16 장성호 Water circulating device
JP6284798B2 (en) * 2014-03-24 2018-02-28 協和機電工業株式会社 Drinking water production system using solar power
CN107428576A (en) * 2015-03-31 2017-12-01 立方2号私人有限公司 Moving-bed bioreactor and method for treating water
CN108325367A (en) * 2016-01-28 2018-07-27 烟台民望机电技术有限公司 A kind of methane purification two-stage filter
JP2017225940A (en) * 2016-06-23 2017-12-28 三晃海洋開発株式会社 Gravity type automatic back washing two-stage sand filtration device with elevated water storage tank
JP6771250B1 (en) * 2020-04-03 2020-10-21 株式会社大建 Water purification system
CN113023925A (en) * 2021-04-15 2021-06-25 四川轻化工大学 Photovoltaic-driven river decontamination floating plate device and decontamination method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0947772A (en) 1997-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5143623A (en) Nutrient and particle removal: method and apparatus for treatment of existing lakes, ponds and water bodies
KR101815246B1 (en) High efficiency composite wetland system
JP3422169B2 (en) Purification device
EP3209614B1 (en) Water treatment reactor
CN101328000A (en) Lichenism system and short-term contact oxidation comprehensive processing sewerage method
KR20190009467A (en) Green algae prevention apparatus using sunlight generation and methode thereof
US4618421A (en) Fluid transport and processing system
CN110790451A (en) Black odorous water treatment system and method for treating black odorous water by using same
US5871647A (en) Wastewater treatment unit and method for treating wastewater
JP3939664B2 (en) Purification method and system for lakes and the like
CN207943934U (en) A kind of anti-fouling floating type ecostagnation purification marsh sewage treatment system
CN207986967U (en) A kind of pollutant fluxes for rainfall pumping station combine the unit
CN205313183U (en) Ecological processing system of vertical current sewage
JPH08215692A (en) Purifying apparatus
KR100381901B1 (en) The treatment system of discharging water in the treatment equipment of sewage and serious contaminated rivers water utilizing the contact oxidation method
KR20060118333A (en) Treating facility for small river water
JP3947588B2 (en) Wastewater treatment equipment
JP2002273471A (en) Equipment and method for purifying water
KR102320364B1 (en) Filtering Garden System For water treatment
CN219156677U (en) Efficient filtering circulation reflux contact oxidation pond
JPH11104676A (en) Facility for purifying lake, marsh, and others and method for purifying eutrophic water
CN220182965U (en) Sewage ecological treatment system
CN106810023A (en) A kind of drinking water water cleaning systems
JP2500113B2 (en) Purification treatment equipment
JPH0220077Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees