JP3468330B2

JP3468330B2 - 底流水案内手段を備えた水質浄化装置

Info

Publication number: JP3468330B2
Application number: JP04807196A
Authority: JP
Inventors: 彰則南
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 2003-11-17
Anticipated expiration: 2016-02-09
Also published as: JPH09215992A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、底流水案内手段を
備えた水質浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川、湖沼、又は海などの水質を浄化す
る手段の１つに、各種の水中生物を利用する方法があ
る。河川、湖沼、又は海などに、微生物や藻類から魚類
に至る各種の生物が生息すると、それらの生物環によっ
て河川が自然に浄化される。特に、都市部を流れる中小
河川の多くは、河床及び河岸法面がコンクリートやコン
クリートブロックなどで覆われ、自然環境から隔離され
ているので、水中生物による浄化作用を利用する仕組み
を人為的に設けることが重要である。例えば、微生物や
藻類などが付着し易いネット、不織布などからなる繊維
質多孔質体、格子状プレート、又は表面積が増大するよ
うに立体成形した柱状体若しくは筒状体などを、河川内
に設けることが考えられる。本発明者などは、例えば、
それ自体が水中で浮く浮力を有する繊維質多孔質立体成
形体を、河床に配置した支持具に固定し、前記成形体を
水草様に水中に漂わせる水質浄化方法を提案している
（例えば、特願平７−２７６３５３号明細書）。しか
し、この方法では、前記成形体を支持具に固定する際
に、前記成形体の河床側の端部に備えた連結具を介して
支持具に固定するので、前記成形体の河床側の端部と河
床との間、すなわち、前記の連結具それ自体の長さに相
当する部分を流れる底流水が前記成形体と接触しにくい
か若しくは接触しないので、更に充分な浄化作用を得る
ことのできる方法が求められていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、前記の水草型立体成形体の浄化手段を用いる水質浄
化装置において、水底の近くを流れる流水を、水草型立
体成形体浄化手段へ案内し、前記流水を水草型立体成形
体浄化手段に接触させ、浄化処理を行わせることができ
る水質浄化装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記の目的は、本発明に
よる（１）水中で浮かぶことのできる浮力を有する水質
浄化手段と、（２）水底に取付けられた底流水案内手段
と、（３ａ）前記の水質浄化手段の水底側の端部と水底
に配置された支持具若しくは水底とを連結する手段、又
は（３ｂ）前記の水質浄化手段の水底側の端部と前記底
流水案内手段とを連結する手段と、を含む水質浄化装置
であって、（ａ）前記の連結手段（３ａ）を含む水質浄
化装置においては、前記の底流水案内手段が、前記水質
浄化手段の水底側の端部と水底との間を流れることにな
る底流水の少なくとも一部を遮断して流れ方向を変え、
その上方に位置する前記水質浄化手段の方向へ前記の底
流水を案内する構造を有するか、又は（ｂ）前記の連結
手段（３ｂ）を含む水質浄化装置においては、前記の底
流水案内手段が、それと衝突する底流水を遮断して流れ
方向を変え、その上方に位置する前記水質浄化手段の方
向へ前記の底流水を案内する構造を有する、水質浄化装
置によって達成することができる。

【０００５】本発明の水質浄化装置は、例えば、河川、
湖沼、又は海など、特には水流のある場所（例えば、河
川）での水質浄化に用いることができる。本明細書にお
いて「河川」には、水が流れる自然又は人工的な水路が
すべて含まれ、具体的には、河川、特には中小河川（好
ましくは、流水路法面などの少なくとも一部分をコンク
リートやコンクリートブロックなどで覆った河川）、運
河、又は堀などを挙げることができる。「湖沼」には、
陸地内部で水が自然に又は人工的に溜まっている水域が
すべて含まれ、具体的には、湖、池、沼、貯水池、又は
水溜まりなどを挙げることができる。また、「海」に
は、港湾内、湾内、又は外洋などが含まれる。また、以
下の説明においては、河川、湖沼、又は海を一括して
「河川等」と称することがあり、この「河川等」には、
水が流れる水路及び水が溜まっている水域がすべて含ま
れ、具体的には、前記河川、前記湖沼、前記海などが含
まれる。本明細書において「底流水」とは、本発明装置
の底流水案内手段を設置する水底の表面上及びそのすぐ
上部を流れる流水であって、水底の近くを流れる流水を
意味する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明装置において用いる水質浄
化手段は、水中に浸漬されると、河川などの水質浄化に
有用な微生物（例えば、細菌、菌類、藻類、原生動物、
微小後生動物）を付着することができ、これらの微生物
により水質の浄化を実際に行う部分であり、それ自体が
水中で浮かぶことのできる浮力を有するものである限り
特に限定されるものではないが、繊維材料製の水草型放
射状立体成形体を水質浄化手段として用いるのが好まし
い。

【０００７】好ましい水質浄化手段としては、例えば、
以下の水草型放射状立体成形体を挙げることができる。（１）中心にのみ接合部を有し、その中心接合部から不
織布繊維層と発泡体層とが放射状に延び、かつその不織
布繊維層及び発泡体層のそれぞれの密度が中心接合部か
ら周辺部に向かって密から粗になる放射状立体成形体
〔以下、（Ａ）型不織布成形体と称することがある〕で
あって、前記（Ａ）型不織布成形体が、その成形体を水
中に浮かせるのに充分な量の発泡体層を有する成形体。

【０００８】（２）中心にのみ接合部を有し、その中心
接合部から不織布繊維層が放射状に延び、かつその不織
布繊維層の密度が中心接合部から周辺部に向かって密か
ら粗になる不織布製立体成形体と、その不織布製立体成
形体の不織布繊維上に担持された微小発泡体粒子とを含
む、放射状立体成形体〔以下、（Ｂ）型不織布成形体と
称することがある〕であって、前記（Ｂ）型不織布成形
体が、その成形体を水中に浮かせるのに充分な量の微小
発泡体粒子を不織布繊維上に担持する成形体。

【０００９】（３）中心にのみ接合部を有し、その中心
接合部から不織布繊維層と発泡体層とが放射状に延び、
かつその不織布繊維層及び発泡体層のそれぞれの密度が
中心接合部から周辺部に向かって密から粗になり、しか
も前記の不織布繊維層の不織布繊維上に担持されるか、
及び／又は発泡体層に含まれた微小発泡体粒子を含む放
射状立体成形体〔以下、（Ｃ）型不織布成形体と称する
ことがある〕であって、前記（Ｃ）型不織布成形体が、
その成形体を水中に浮かせるのに充分な量の発泡体層及
び微小発泡体粒子を有する成形体。

【００１０】（４）棒状コアと、その棒状コアを中心と
して、棒状コアの側面の実質的に全面から放射状に外側
に延びる複数のループ状紐と、浮力付与手段とを含む、
放射状立体成形体〔以下、（Ｄ）型組紐成形体と称する
ことがある〕であって、浮力付与手段（例えば、棒状コ
ア及び／又は発泡体フロート部）により、前記（Ｄ）型
組紐成形体を水中に浮かせるのに充分な浮力が与えられ
る成形体。

【００１１】前記の放射状立体成形体を、例えば、図１
に示すように、連結手段３を介して、河床４に固定して
設置した支持具５（又は５ａ）に取り付けると、放射状
立体成形体２は、その成形体２を河川水６の中に浮かせ
るのに充分な量の発泡体層及び／又は微小発泡体粒子を
担持するか、あるいは棒状コア及び／又は発泡体フロー
ト部による浮力を有しているので、矢印Ａの方向に流れ
る流水に対し、支持具５ａを支点にして漂いながら浮か
ぶ。

【００１２】前記の放射状立体成形体の内、（Ｂ）型不
織布成形体２は、例えば図２に示すように、その中心に
のみ接合部２１を有し、その中心接合部２１から不織布
繊維層２２が放射状に延び、かつその不織布繊維層２２
の密度が中心接合部２１から周辺部２３に向かって連続
的に徐々に密から粗に変化し、しかも、その不織布製立
体成形体の不織布繊維上に微小発泡体粒子を担持してい
る。前記の不織布製立体成形体は、例えば、特開平６−
２１２５４４号及び特開平６−２５７０５０号各公報に
記載されているとおり、一枚又は複数枚積層の不織布シ
ートに、間隔をあけて線状（実線若しくは破線）又は点
状に、接合部を、例えば、シール手段（例えば、熱シー
ル、超音波シール又は高周波シール）、接着手段（例え
ば、接着剤による接着）又は縫合手段（例えば、ミシン
などによる縫製）により形成して圧縮部を設け、これら
線状又は点状の接合圧縮部と接合圧縮部との間で不織布
シートを切断することにより製造することができる。

【００１３】従って、こうして得られた不織布製立体成
形体では、接合部で強く圧縮された不織布層がその接合
部から離れるのに従って圧縮から開放され、密度が徐々
に粗になる。図２には、連続的に徐々に密度が密から粗
になる不織布層２２と共に、それらの間で連続的に徐々
に間隔が広くなる層間間隙２４が形成されている成形体
を示すが、不織布シート原料の厚みと接合部間隔とを調
整することにより、層間間隙２４を有さずに不織布層の
みからなる完全な円柱体とすることもできる。また、球
状（接合部が球の中心点の場合）の成形体を得ることも
できる。また、これらの円柱状又は球状の成形体を切断
などして更に別の形状に代えて用いてもよい。なお、層
間間隙２４を有する不織布製立体成形体（例えば、図
１、図４、図５、図７及び図８等参照）では、不織布層
の密度が接合部２１から周辺部２３へ離れるに従って徐
々に粗になり、更に接合部２１から離れた周辺部２３で
は密度が実質的に一定になる場合もあるが、これらも本
発明の不織布製立体成形体、及びその不織布製立体成形
体から得られる放射状立体成形体に含まれる。

【００１４】上記の不織布製立体成形体に用いる不織布
繊維層２２を構成する繊維としては、例えば、ポリオレ
フィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデンなどの熱可塑性樹脂からなる繊維、
又はこれらの熱可塑性樹脂を含む複合繊維を用いること
が望ましく、特に中心接合部２１を熱シールなどのシー
ル手段により形成する場合には、これらの繊維の融着を
利用することができるので好ましい。また、特に（Ｂ）
型不織布成形体２に親水性を付与するか、あるいは微生
物などの栄養源として炭素源を付与する要求がある場合
には、ビスコースレーヨンや綿などの繊維が含まれてい
てもよい。これらの繊維の繊度は５デニール以上、より
好ましくは１０デニール以上であることが望ましく、繊
度が小さすぎると目詰りを生じやすくなる。また、中心
接合部２１を形成する前の不織布シートの見かけ密度は
０．２ｇ／ｃｍ³ 以下であることが望ましく、見かけ密
度がこれより大きくなると、目詰りが起きやすくなる。
不織布シートの形成手段は特に限定されず、繊維接着不
織布、バインダー接着不織布、機械的絡合不織布などが
用いられる。

【００１５】また、不織布シートの積層数は、２〜１０
枚、より好ましくは３〜６枚（不織布製立体成形体に形
成後の不織布繊維層の数は中心接合部から数えて倍の６
〜１２枚になる）が適当であり、不織布シートの厚みは
２〜２０ｍｍ、より好ましくは３〜１５ｍｍが適してい
る。なお、不織布繊維層２２は、ポリビニルピリジン−
スチレン共重合体四級塩化物、スチリルピリジニウム基
をもつポリビニルアルコール、ポリエチルポリアミン、
ポリエチレンイミン、ポリアミド−エピクロルヒドリ
ン、ポリアリルアミン、ポリカチオン−アクリル共重合
体、ポリピペリジン共重合体などの微生物吸着性のある
ポリマーやカチオン化処理剤で処理することによって、
あるいは活性炭やケイソウ土などの多孔質粉体を付着さ
せることによって、微生物吸着能力が高められているこ
とが望ましい。特に、多孔質粉体を付着させた場合、吸
着力が高まるだけでなく、繊維を覆うことによって、紫
外線などによる繊維の劣化を防げるので好ましい。

【００１６】前記の不織布製立体成形体は前記の繊維材
料からなるので、それ自体単独では、水中に浮くことは
なく、水底に沈む。例えば、一端を水底に固定して水中
に置くと、流水から受ける抵抗によって一時的に流水内
を漂うことはあっても、水中に浮遊することなく、水底
に沈んだ状態で静止する。一方、本発明装置で用いる前
記の放射状立体成形体において、前記の（Ｂ）型不織布
成形体は、その成形体を水中に浮かせるのに充分な量の
微小発泡体粒子を不織布繊維上に担持している。また、
河川などの水位が変動して、特に水位が低下した場合で
も、（Ｂ）型不織布成形体のほぼ全体が常に水中に浸漬
している状態を維持することができる量の微小発泡体粒
子を担持させるのが好ましい。微小発泡体粒子として
は、発泡ガラスビーズ、シラスバルーンなどの中空無機
質粒子や、熱可塑性樹脂を外壁とし、熱膨張性物質を内
包する中空有機質粒子（例えば、松本油脂製薬製の商品
名「マイクロスフェアー」：塩化ビニリデン系共重合物
を外壁とし、イソブタンを内包する中空有機質粒子な
ど）を用いることができる。これらの微小発泡体粒子
は、そのままで、あるいは熱膨張させた後に、ラテック
ス系の接着剤などを用いて不織布に接着させるか、ラテ
ックス系の接着剤などを用いて不織布に付与した後に加
熱して熱膨張させると共に接着させることにより、不織
布に担持させることができる。

【００１７】微小発泡体粒子の不織布繊維への接着は、
不織布製立体成形体の状態で行ってもよいが、不織布製
立体成形体とする前の不織布シートの状態で行ってもよ
い。また、微小発泡体粒子の担持は、不織布製立体成形
体の全体に及んでもよいが、適切な浮力が得られるので
あれば、前記成形体の部分であってもよく、例えば、不
織布製立体成形体を構成する不織布繊維層の内、特定の
繊維層だけが微小発泡体粒子を担持していてもよい。こ
のような構造は、例えば、不織布製立体成形体の材料と
なる複数枚の不織布シートの内、一部の特定の枚数だけ
に微小発泡体粒子を付着させておくことにより製造する
ことができる。また、不織布製立体成形体を構成する不
織布繊維層の一方表面にのみ微小発泡体粒子を担持して
いてもよく、このような構造は、例えば、不織布製立体
成形体の材料となる不織布シートの一方表面にだけ微小
発泡体粒子を付着させておくことにより製造することが
できる。この他、成形後の放射状立体成形体の上部（水
面方向）のみに微小発泡体粒子を担持するなど、種々の
担持形態をとることが可能である。

【００１８】前記の放射状立体成形体において、（Ａ）
型不織布成形体は、前記の（Ｂ）型不織布成形体におけ
る微小発泡体粒子に代えて発泡体層を有する構造からな
り、例えば図２に示す（Ｂ）型不織布成形体を構成する
複数枚の不織布繊維層２２の一部を発泡体層に変え、し
かも微小発泡体粒子を担持していない構造を有する。従
って、（Ａ）型不織布成形体は、（Ｂ）型不織布成形体
を調製する際に用いる複数枚の不織布シートの内の少な
くとも１枚を発泡体シートに置き換えて調製することが
できる。例えば、不織布シートと発泡体シートとを交互
に順に積層してから、例えば、特開平６−２１２５４４
号及び特開平６−２５７０５０号各公報に記載されてい
る方法に準じて、複数枚積層したシートに、間隔をあけ
て線状（実線若しくは破線）又は点状に、接合部を、例
えば、シール手段（例えば、熱シール、超音波シール又
は高周波シール）、接着手段（例えば、接着剤による接
着）又は縫合手段（例えば、ミシンなどによる縫製）に
より形成して圧縮部を設け、これら線状又は点状の接合
圧縮部と接合圧縮部との間で積層体を切断することによ
り製造することができる。

【００１９】こうして得られた立体成形体では、接合部
で強く圧縮された不織布層及び発泡体層がその接合部か
ら離れるに従って圧縮から開放され、密度が徐々に粗に
なる。（Ａ）型不織布成形体も、（Ｂ）型不織布成形体
と同様に、徐々に密度が密から粗になる不織布層及び発
泡体層と共に、それらの間で徐々に間隔が広くなる層間
間隙が形成される場合と、層間間隙を有さずに不織布層
及び発泡体層のみからなる完全な円柱体になる場合とが
ある。また、球状（接合部が球の中心点の場合）の成形
体を得ることもできる。また、これらの円柱状又は球状
の成形体を切断などして更に別の形状に代えて用いても
よい。なお、層間間隙を有する放射状立体成形体では、
接合部から離れた周辺部で不織布層及び発泡体層の密度
が実質的に一定になる場合があるが、これらも本発明の
放射状立体成形体に含まれる。

【００２０】（Ａ）型不織布成形体を調製する際に用い
る不織布シートは、前記（Ｂ）型不織布成形体を調製す
る際に用いる不織布シートと同じものであることができ
る。また、（Ａ）型不織布成形体を調製する際に用いる
発泡体シートは、独立気泡を有するシートであることが
好ましい。例えば、独立気泡を有する合成樹脂発泡体、
例えば、発泡スチロール、発泡ポリエチレン、及び発泡
ポリウレタンのシート；発泡体中に繊維を分散させる
か、あるいは不織布に発泡体を含浸した繊維（特に、不
織布）強化発泡体；１枚の不織布層と１枚の発泡体層と
を貼り合わせたラミネート体；又は、２枚の不織布層
と、それらに挟まれた１枚の発泡体層とを貼り合わせた
ラミネート体であることができる。前記のラミネート体
に用いる不織布層は、発泡体単独では水中生物を付着し
担持する能力が低下するのを補う働きをしており、前記
のラミネート体は水中生物の担持能力を維持しながら、
放射状立体成形体に浮力を与えることができる。

【００２１】上記の（Ａ）型不織布成形体に用いる不織
布繊維層を構成する繊維としては、前記（Ｂ）型不織布
成形体の不織布製立体成形体に用いる繊維と同様の繊維
（好ましくは熱可塑性樹脂又はこれらの熱可塑性樹脂を
含む複合繊維）を用いることができる。特に中心接合部
を熱シールなどのシール手段により形成する場合には、
これらの繊維の融着を利用できるのでよい。また、特に
（Ａ）型不織布成形体に親水性を付与するか、あるいは
微生物などの栄養源として炭素源を付与する要求がある
場合には、ビスコースレーヨンや綿などの繊維が含まれ
ていてもよい。これらの繊維の繊度は５デニール以上、
より好ましくは１０デニール以上であることが望まし
く、繊度が小さすぎると目詰りを生じやすくなる。ま
た、中心接合部を形成する前の不織布シートの見かけ密
度は０．２ｇ／ｃｍ³ 以下であることが望ましく、見か
け密度がこれより大きくなると、目詰りが起きやすくな
る。不織布シートの形成手段は特に限定されず、繊維接
着不織布、バインダー接着不織布、機械的絡合不織布な
どが用いられる。

【００２２】（Ａ）型不織布成形体を形成する場合に
は、不織布シート及び発泡体シートの総積層数は２〜１
０枚、より好ましくは３〜６枚（放射状立体成形体に形
成後の不織布層及び発泡体層の総数は中心接合部から数
えて倍の６〜１２枚になる）が適当であり、不織布シー
トの厚みは２〜２０ｍｍ、より好ましくは３〜１５ｍｍ
が、発泡体シートの厚みは２〜４０ｍｍ、より好ましく
は３〜３０ｍｍが適している。不織布シートと発泡体シ
ートの比率は、各シートの厚みや密度、要求される浮力
などによって適宜設定されるが、通常は２：８〜８：２
の範囲にあることが望ましい。また、不織布シートと発
泡体シートの積層構造は特に限定されないが、不織布シ
ートと発泡体シートが交互に積層されているのが好まし
い。なお、不織布繊維層及び発泡層には、前記（Ｂ）型
不織布成形体と同様に、微生物吸着性のあるポリマーや
カチオン化処理剤で処理することによって、あるいは多
孔質粉体を付着させることによって、微生物吸着能力が
高められていることが望ましい。前記の（Ａ）型不織布
成形体は、その成形体を水中に浮かせるのに充分な量の
発泡体層を含有している。また、河川などの水位が変動
して、特に水位が低下した場合でも、（Ａ）型不織布成
形体のほぼ全体が常に水中に浸漬している状態を維持す
ることができる量の発泡体層を含有しているのが好まし
い。

【００２３】（Ｃ）型不織布成形体は、前記の（Ａ）型
不織布成形体に、微小発泡体粒子を更に担持させた構造
を有する。微小発泡体粒子の種類、及び担持方法として
は、前記の（Ｂ）型不織布成形体に関して説明した微小
発泡体粒子の種類、及び担持方法を用いることができ
る。また、微小発泡体粒子は、不織布層及び／又は発泡
体層あるいはそれらの一部分に担持させることができ
る。（Ｃ）型不織布成形体においては、その成形体を水
中に浮かせるのに充分な量の微小発泡体粒子及び発泡体
層を含有していればよい。また、河川などの水位が変動
して、特に水位が低下した場合でも、（Ｃ）型不織布成
形体のほぼ全体が常に水中に浸漬している状態を維持す
ることができる量の微小発泡体粒子及び発泡体層を含有
しているのが好ましい。

【００２４】図３に示すように、（Ｄ）型組紐成形体４
０は、棒状コア４１の外周に、構成糸４２をループ状に
外側に引き出した構造をもつ筒状に形成した組紐を装着
した構造を有する。棒状コア４１は、樹脂製又は金属製
であってもよいが、浮力を有する素材で形成されること
が望ましく、例えば発泡スチロールなどの樹脂発泡体製
であることが望ましい。また、この棒状コアの太さは、
例えば樹脂発泡体製である場合には、求められる浮力な
どによっても異なるが、３〜１５ｍｍ、より好ましくは
５〜１０ｍｍであることが望ましい。組紐４２には、糸
又は紐で筒状に形成する際に、構成糸の一部をループ状
に引き出したものが使用される。糸又は紐は撚ってあっ
てもよいが、無撚りの繊維束又はフィラメント束のもの
が望ましく、これらを用いるとループ状の部分で個々の
繊維に分繊し、接触面積が増大するので好ましい。

【００２５】糸又は紐の原料は特に限定されず、例え
ば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ
塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、レーヨンなどからな
る繊維などが使用される。なお、組紐は棒状コアの外周
に被覆させるだけでもよいが、接着剤などの接着手段に
よって棒状コアと結合されていることが望ましい。棒状
コアに上記の組紐を装着した（Ｄ）型組紐成形体のルー
プ部分も含めた外径は、２０〜１００ｍｍ、より好まし
くは３０〜７０ｍｍであることが望ましい。なお、
（Ｄ）型組紐成形体には、水中で（Ｄ）型組紐成形体を
直立させるために、必要に応じて、発泡スチロールなど
の発泡体などのフロート４３が取り付けられていること
が望ましい。この（Ｄ）型組紐成形体を、連結手段４４
により、河床などに設置した支持具に取り付けると、支
持具を支点として、水草様に水中に漂いながら自立する
ことができる。

【００２６】こうして得られた放射状立体成形体は、
（Ａ）型不織布成形体、（Ｂ）型不織布成形体、（Ｃ）
型不織布成形体、及び（Ｄ）型組紐成形体のいずれの場
合も多様で連続的に変化する密度分布を有する繊維構造
を含んでいるので、各種の水中生物の担持に適してい
る。また、放射状立体成形体は製造が簡易であり、しか
も耐候性にも優れている。また、浮力の付与及び浮力の
程度の調整が非常に簡単である。更に、放射状立体成形
体それ自体で充分な浮力を有するので、生物付着用担体
にフロートを連結させた水質浄化手段に比べて、構造を
簡単にすることができ、流水の流れを妨げることが少な
い。

【００２７】本発明で用いることのできる水草型水質浄
化手段１は、図４に示すように、複数の放射状立体成形
体２を、直列接続手段７（例えば、糸、紐、ワイヤー、
テープなど）を介して、河床４から川面まで直列に連結
したものであることができ、この態様も本発明の水質浄
化手段に含まれる。このようにすると、各放射状立体成
形体２には各々浮力があるため、水位が高い時には連結
された各放射状立体成形体２が河床から水面へと１列に
並び、全ての放射状立体成形体２の全体が水中に浸漬さ
れ、一方、水位が低下しても、図５に示すように、上部
の放射状立体成形体２ａも水面付近に漂いながら水中に
実質的に浸漬し、それより下の放射状立体成形体２はそ
れぞれ全体が水中に浸漬されるので好ましい。

【００２８】本発明装置において、連結手段３は、その
一端が前記放射状立体成形体２と接続し、他端を、河床
に固定された支持具５に着脱自在に取り付けることので
きるものであれば特に限定されない。また、連結手段３
は、前記の放射状立体成形体２が、それ自体の浮力と流
水から受ける抵抗によって位置を変えながら、しかも支
持具５から自然に脱離して流失しないで、流水内に漂う
のを妨害しない作用を有する。従って、例えば、大型の
ゴミや流木などが流れてきて放射状立体成形体２と衝突
しても、それらと絡まずに避けることができる。更に、
大雨等により河川の流速が一時的に増加した場合には、
河床とほぼ平行に横たわり、流水の妨害になることもな
い。

【００２９】また、同様の理由により、前記の水草型水
質浄化手段１は、魚類などの河川等での移動（例えば、
上り下り）にほとんど支障を与えることがない。また、
洪水などの増水時には、従来、水質浄化装置として提案
されていた比較的大型の格子状プレートやネットなどで
は、押し流された場合に河岸の護岸又は橋梁等に衝突し
てそれらを破壊したり、それが原因で、更に大型のごみ
が堆積して、流水の抵抗等によってそれらを破壊したり
するおそれがある。しかし、前記の水草型水質浄化手段
１は、洪水などの増水時などに、仮に、連結手段等が破
断して放射状立体成形体が支持具から離脱した場合で
も、各々の放射状立体成形体は小型で、柔らかく、水上
に浮遊するため、衝突して護岸や橋梁等を破壊したり、
河川等の流れを妨げることがない。しかも、河川等の護
岸又は橋梁等にも引っ掛かりにくく、これらの構造物に
支障を与えることがない。

【００３０】本発明装置の連結手段としては、例えば
糸、紐、ワイヤー、バンドや、切れ目のあるリング、鎖
などを用いることができる。これらの連結手段は、放射
状立体成形体の一部に穴を形成し、その穴に通したり、
安全ピン、クリップ、洗濯ばさみなどの連結補助具を用
いたり、接着剤による接着、熱シール、縫合することな
どにより、放射状立体成形体に取り付けることができ
る。なお、連結手段は、放射状立体成形体の取り替えが
可能なように、支持具と着脱自在なものが好ましい。前
記の連結手段を取り付ける支持具は、河床等に直接に固
定して配置しても、あるいは図８に示すように、コンク
リートブロックや棒状、平板状又は網状の金属製フレー
ム５ｂなどに金属製リング５ａを固定して、それらのコ
ンクリートブロックや棒状、平板状又は網状の金属製フ
レーム５ｂなどを河床４に配置してもよい。

【００３１】前記の浄化領域用放射状立体成形体２は、
前記連結手段３及び場合により直列接続手段７によって
河川６中に漂わせた状態で保持することができるが、更
に図１に示すような回転自在連結具８を設けることによ
って、前記連結手段３及び場合により直列接続手段７の
軸線を中心にして自在に回転することができるように取
り付けてもよい。回転自在連結具８は、前記の軸線を中
心にしていずれの回転方向にも自在に放射状立体成形体
２を回転させることができるものであれば、特に制限さ
れず、例えば、図６に示す回転自在連結具などを挙げる
ことができる。

【００３２】図６に示す回転自在連結具８は、接続端部
としての接続リング８１と球状回転自在コア８２とそれ
らを直接に連結する軸部８６とからなる１対の内部連結
部片８３と、２個の前記回転自在コア８２を内部に含ん
で覆う外部連結部片としての断面楕円状の中空隔離連結
カバー８４とを有する。内部連結部片８３の軸部８６の
回転方向径は、それに直接連結する回転自在コア８２の
回転方向最大径よりも小さい。隔離連結カバー８４に
は、各回転自在コア８２の回転方向最大径よりも小さ
く、しかも各軸部８６の回転方向最大径よりも大きい開
口径を有する２個の開口部８５が向かい合うように設け
られている。各内部連結部片８３は、回転自在コア８２
が隔離連結カバー８４の内部に位置し、軸部８６の少な
くとも一部分及び接続リング８１が外部に露出するよう
に、隔離連結カバー８４に設けた開口部８５を貫通して
いる。各内部連結部片８３は、軸部８６の軸を中心に、
回転自在コア８２と軸部８６と接続リング８１とが一体
的に、いずれの回転方向にも自在に回転することができ
る。また、隔離連結カバー８４も、内部連結部片８３の
それぞれの回転運動とは独立して回転することができ
る。

【００３３】回転自在コア８２の大きさは、回転自在コ
ア８２と隔離連結カバー８４とが分離しないように、隔
離連結カバー８４に設けた開口部８５の開口径より大き
く、しかも、隔離連結カバー８４内での回転自在コア８
２の滑らかな回転を妨げない大きさであればよい。回転
自在コア８２の形状は、隔離連結カバー８４内で滑らか
な回転を妨げない形状であればよく、例えば、球状、断
面楕円球状、角柱、円柱、角錐、若しくは円錐、又はそ
れらの組合せ等を挙げることができる。回転自在連結具
８は、接続リング８１を介して、支持具５（又は５ａ）
と連結手段３との間（図１及び後記図７参照）、連結手
段３と放射状立体成形体２との間、放射状立体成形体２
と直列接続手段７との間、連結手段３の途中の領域、及
び／又は直列接続手段７の途中の領域間に１個又は複数
個設けることができる。

【００３４】図６に示す回転自在連結具８は、接続端部
として接続リング８１を有するものであるが、接続端部
の他の形状としては、例えば、紐、棒、球、円柱、又は
フック等を挙げることができる。河川中に漂う放射状立
体成形体２は、回転自在連結具８を設けることによっ
て、河川の流水の抵抗を受けて、軸線を中心にして河川
中で回転する。一般に、水質浄化に有用な生物の付着
は、放射状立体成形体の上流側の領域に偏る傾向がある
が、放射状立体成形体が河川中で回転することによっ
て、前記成形体の全体に一様に有用生物の付着が可能と
なり、河川水質の浄化能力が向上する。また、上流から
流れてきたごみ又は埃塵などが放射状立体成形体に接触
した場合にも、放射状立体成形体が回転することによっ
て下流へ流せるため、ごみなどが溜まって河川の流れを
阻害することもない。

【００３５】本発明装置において使用することのできる
底流水案内手段は、底流水を水質浄化装置の放射状立体
成形体へ案内することのできる手段であれば特に限定さ
れないが、代表的態様としてしては、（ａ）連結手段を
介して水質浄化手段と結合している「結合型案内手
段」、及び（ｂ）水底若しくは水底に設けた支持具に、
連結手段を介して結合させた水質浄化手段の上流側の水
底若しくは水底に設けた支持具に配置する「前置型案内
手段」を挙げることができる。

【００３６】結合型案内手段の例を、図７に示す。結合
型案内手段１１は、河床結合部１２において適当な結合
具（例えば、ネジ）１３により河床に固定させて取付け
る。結合型案内手段１１の遮蔽板１４に衝突した底水流
（図７の矢印Ｂ）は、遮蔽板１４の傾斜に沿って、その
上部に配置された水草型放射状立体成形体２の方向へ案
内される。水草型放射状立体成形体２は、結合型案内手
段１１の上部に場合により設けた載置板１５上の支持具
１６により、連結手段３（及び場合により回転自在連結
具８）を介して結合型案内手段１１に固定して取付けら
れている。

【００３７】図７に示す態様では、遮蔽板１４に沿って
方向転換された底水流（図７の矢印Ｂ）による上昇流が
存在するので、連結手段３（及び場合により回転自在連
結具８）それ自体の長さに相当する部分（図７中のＣ）
を流れることになる流水も、水草型放射状立体成形体２
の方向へ流される。図７に示す態様では、結合型案内手
段１１の上部に設置した載置板１５上に支持具１６を設
けたが、相当する支持具を遮蔽板の任意の位置（例え
ば、上辺、中段又は下段）に設け、連結手段３を介して
水草型放射状立体成形体２を担持することができる。ま
た、図７には、１つの結合型案内手段１１に、３個の水
草型放射状立体成形体２を取付けた例を示したが、１つ
の結合型案内手段１１に取付けることのできる水草型放
射状立体成形体２の数は特に限定されず、１つ又は複数
個を取付けることができる。

【００３８】前置型案内手段は、図１、図４、図５、及
び図８（図１、図４、及び図５では、前置型案内手段は
断面図）に示すように、水底若しくは水底に設けた支持
具５（又は５ａ）に、連結手段を介して結合させた水質
浄化手段の上流側の水底若しくは水底に設けた支持具に
配置する。この態様でも、前置型案内手段１１の遮蔽板
１４に衝突した底水流（図１などの矢印Ｂ）は、遮蔽板
１４の傾斜に沿って方向を転換され、その上部の河川流
（図１などの矢印Ａ）と共に、下流側に配置された水草
型放射状立体成形体２の方向へ案内される。１つの前置
型案内手段に対して、１つ又は複数個の水草型放射状立
体成形体を適用することができる。前置型案内手段と水
草型放射状立体成形体との間隔は、適用する個々の河川
などの水流速度や水量などを考慮して適宜決定すること
ができる。

【００３９】遮蔽板の形状としては、底流水を水質浄化
手段（特に、放射状立体成形体）へ案内することのでき
る形状であれば特に限定されず、例えば、底面流が衝突
する面が、平面状、少なくとも一部に凹面若しくは凸面
を有する曲面状、２段若しくはそれ以上の（水底面に平
行な）階段若しくは（水底面に垂直な）溝状凹部及び稜
線状突起を有する面状、又はそれらの組み合わせを挙げ
ることができる。遮蔽板の傾斜も、底流水を水質浄化手
段（特に、放射状立体成形体）へ案内することのできる
角度であれば特に限定されず、適用する個々の河川など
の水流速度や水量などを考慮して適宜決定することがで
きる。

【００４０】前記の遮蔽板は、それに衝突する全ての流
水を遮蔽する板であってもよいが、衝突する流水の一部
を通過させる構造、例えば、１又は複数の貫通孔を有す
る板、多孔質性の板、あるいはネットなどであることも
できる。

【００４１】底流水案内手段の大きさ、並びにその底流
水案内手段を含む本発明装置の配置数及び配置方法は、
本発明装置を河川等の中に配置した場合に水流を実質的
に妨害することのないものであって、底流水を水質浄化
装置の放射状立体成形体へ案内することのできるもので
あれば、特に制限されず、本発明装置を設置する環境条
件又は目的に応じて、適宜選択することができる。例え
ば、河川の横断方向の一端から他端までの直線上に間隔
を開けて複数個の水質浄化装置を一列に配置し、こうし
た水質浄化装置の列を流れ方向に沿って複数列配置する
ことも、あるいは河川の横断方向に対して比較的大型の
底流水案内手段を含む本発明装置を１個だけ配置するこ
ともできる。

【００４２】

【発明の効果】本発明装置によれば、水底の近くを流れ
る流水を、水質浄化装置の放射状立体成形体へ案内し、
前記流水を放射状立体成形体に接触させることができる
ので、浄化処理を効率的に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一態様を河川の流水中に配設した
状態を模式的に示す説明図である。

【図２】本発明装置で用いる水草型放射状立体不織布成
形体の一態様の斜視図である。

【図３】本発明装置で用いる水草型放射状立体組紐成形
体の一態様の一部を中断して示す斜視図である。

【図４】本発明装置で用いる水草型放射状立体不織布成
形体の複数個を河川に配設した状態を模式的に示す説明
図である。

【図５】図４に示す態様の渇水時の状態を模式的に示す
説明図である。

【図６】本発明装置で用いることのできる回転自在連結
具をその回転軸を含む面で切断した断面図である。

【図７】本発明装置において結合型案内手段を用いる場
合の一態様を示す斜視図である。

【図８】本発明装置において前置型案内手段を用いる場
合の一態様を示す斜視図である。

【符号の説明】

１・・水質浄化手段；２・・放射状立体成形体；３・・
連結手段；４・・河床；５・・支持具；６・・河川水；
７・・直列接続手段；８・・回転自在連結具；１１・・
底流水案内手段；１２・・河床結合部；１３・・結合
具；１４・・遮蔽板；１５・・載置板；１６・・支持
具；２１・・中心接合部；２２・・不織布繊維層；２３
・・周辺部；２４・・層間間隙；４０・・組紐成形体；
４１・・棒状コア；４２・・構成糸；４３・・フロー
ト；４４・・連結手段；８１・・接続リング；８２・・
回転自在コア；８３・・内部連結部片；８４・・隔離連
結カバー；８５・・開口部；８６・・軸部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）水中で浮かぶことのできる浮力を
有する水質浄化手段と、（２）水底に取付けられた底流
水案内手段と、（３）前記の水質浄化手段の水底側の端
部と水底に配置された支持具若しくは水底とを連結する
手段と、を含む水質浄化装置であって、前記の底流水案
内手段が、前記水質浄化手段の水底側の端部と水底との
間を流れることになる底流水の少なくとも一部を遮断し
て流れ方向を変え、その上方に位置する前記水質浄化手
段の方向へ前記の底流水を案内する構造を有することを
特徴とする、水質浄化装置。
【請求項２】（１）水中で浮かぶことのできる浮力を
有する水質浄化手段と、（２）水底に取付けられた底流
水案内手段と、（３）前記の水質浄化手段の水底側の端
部と前記底流水案内手段とを連結する手段と、を含む水
質浄化装置であって、前記の底流水案内手段が、それと
衝突する底流水を遮断して流れ方向を変え、その上方に
位置する前記水質浄化手段の方向へ前記の底流水を案内
する構造を有することを特徴とする、水質浄化装置。