JP3723439B2 - Water treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理用装置に関し、詳しくは、海、河川及び湖沼といった広い領域の水の処理を低コストに行うことのできる新規な水処理用装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、河川や湖沼といった広い領域の水の浄化等の処理を行うためには、河川や湖沼から原水をポンプ等の適宜の取水手段を用いて陸上に設備された処理施設へ取り出し、該処理施設によって浄化処理を行った後に、再びポンプ等の適宜の排水手段を用いて処理水を戻すようにしている。
【0003】
このため、処理施設として大掛かりな関連設備並びに施設が必要であり、それに応じて広大な設備用地を必要とし、また設置工事も必然的に大掛かりなものとなり、更には移送のための動力コストも大きくならざるを得ないものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、海、河川及び湖沼といった広い領域の水の処理を極めて簡易な設備で且つ低動力コストで可能とする新規な水処理用装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の構成によって解決される。
【0006】
1.被処理水中に浸漬される側周壁の上方に原水の入口及び処理水の出口をそれぞれ設けると共に、該側周壁の上部に天板を設け且つ下端に柔軟性シートを介して底板を上下移動可能に取り付けて上記天板、側周壁、底板及び柔軟性シートで囲繞された水処理室を形成し、上記底板に給排気手段と接続して膨張及び収縮可能な浮力調整袋を設け、該浮力調整袋を膨張させることで底板を浮力により上動させて水処理室内の処理水を排出させ、浮力調整袋を収縮させることで底板を自重により下動させて水処理室内に原水を導入可能としたことを特徴とする水処理用装置。
【0007】
2.前記側周壁は、内部に空気が充填された浮力袋を用いて形成されていることを特徴とする上記1記載の水処理用装置。
【0008】
3.前記底板上に撹拌機が設けられていることを特徴とする上記1又は2記載の水処理用装置。
【0009】
4.前記側周壁における処理水の出口側に、前記処理室と同一構成からなる処理水貯留室を連接し、処理室から排出された処理水を貯留するようにしたことを特徴とする上記1、2又は3記載の水処理用装置。
【0010】
5.上記1〜4のいずれかに記載の水処理用装置を、複数基並設してなることを特徴とする水処理用装置。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
図1は本発明に係る水処理用装置を示す斜視図であり、水処理用装置1は、平面視矩形状の側周壁11の上部に天板12を設けて被蓋すると共に、該側周壁11の下端に柔軟性シート14を介して底板13を取り付けることによって、上記天板12、側周壁11、底板13及び柔軟性シート14で囲繞された水処理室10を形成している。
【0013】
側周壁11は、塩ビパイプ等を用いて構築した骨組みに壁材を張設して上方及び下方が開放した周壁面を形成し、水処理室10の上半部の壁面を構成している。壁材を構成する材質としては、後述するように被処理水中に浸漬させる関係から、水密性を維持し得ると共に耐水性に優れた材質であれば特に問わず、塩化ビニル樹脂シート、ポリエステル樹脂シート、ポリエチレン樹脂シート等の他、これらの樹脂シートを用いた積層シートを用いることもできる。
【0014】
また、側周壁11は、内部に空気が充填された浮力袋や内部に水が充填された水袋を用いて形成されていることも好ましく、これにより側周壁11自体が水中に浮遊し、被処理水の水位の増減により水面位置に上下変動があっても、水処理用装置1は側周壁11の浮力によって水面位置に追従して上下するため、その設置位置を水位に応じて逐一変更させるような煩わしさがない。
【0015】
上記浮力袋や水袋としては、塩化ビニル樹脂等の可撓性シートによって形成された袋材に空気や水を充填して骨組み間の壁面を構成してもよいし、骨組みの周囲に上記同様の可撓性シートによって形成されたパイプ状の袋材に空気や水を充填して囲繞し、それら空気袋或いは水袋間に樹脂シート等の適宜の壁材を張設するようにしてもよい。
【0016】
天板12は、側周壁11の上方を被蓋して、水処理室10内の処理水と外部の原水(被処理水)との接触を絶ち、更にゴミ等の異物が水処理室10内に入り込むのを防ぐと共に、臭気の放出を防ぎ、衛生的な環境を維持するようになっている。かかる天板12としては、軽量化及び浮力を付与する観点から、内部に空気が充填された浮力袋によって形成する他、発泡合成樹脂材を板状に成形することによって形成することができる。
【0017】
底板13は、側周壁11の平面形状と略同一形状で且つ該側周壁11の平面形状よりも若干小さく形成された平板からなる。底板13の材質としては、硬質塩化ビニル等の合成樹脂板、ステンレス等の金属板等を用いることができる。金属板の表面には、塩化ビニル又はフッ素樹脂で表面コーティングを施してもよい。
【0018】
底板13には、図2に示すように、浮力調整袋17が設けられている。浮力調整袋17は図示しない給排気手段と接続しており、該給排気手段による空気の給排気動作により膨張及び収縮可能に構成されている。この底板13は、後述するように被処理水の水面下に位置するため、浮力調整袋17を膨張させることで浮力が付与され、その浮力により水中を上動する。この上動時においては、底板13は側周壁11の平面形状よりも若干小さく形成されているため、側周壁11の内面と若干の隙間を有して該側周壁11内に収容される(図5の1Aにおける▲1▼の状態参照)。また、底板13は、浮力調整袋17を収縮させることで水中を自重により図1に示す状態まで下動するようになっている。
【0019】
図示する浮力調整袋17は、底板13の上面に設けられているが、底板13の下面であってもよく、上面及び下面の両方に設けられていてもよい。また、図示する態様では、浮力調整袋17は底板13の周縁に沿うように平面視略ドーナツ状に形成されているが、その平面形状は任意である。
【0020】
底板13上面の略中央には撹拌機18が設けられており、水処理室10内の処理水を所定速度で撹拌可能としている。この撹拌機18には水中ミキサーが用いられる。
【0021】
柔軟性シート14は、側周壁11の下端と上記底板13の周縁とに亘って張設されており、これによって水処理室10の下半部の壁面を構成している。この柔軟性シート14は、それ自身が柔軟性を有することで容易に撓み、これにより該柔軟性シート14の下端に接続された底板13を、上記の通り浮力調整袋17の膨張及び収縮によって上下移動可能としている。この柔軟性シート14の材質としては、耐水性及び耐薬品性を有する軟質合成樹脂材、例えばポリエステル合成シート、ポリエチレン合成シート等を用いることができる。
【0022】
図1において、15は側周壁11の上方に設けられた原水を水処理室10内に導入するための原水入口、16は側周壁11の上方において上記原水入口15と対向する壁面に設けられ、水処理室10内の処理水を水処理室10外へ排出するための処理水出口である。
【0023】
これら原水入口15及び処理水出口16の開閉は、例えば図3に示すように、原水入口15及び処理水出口16に形成された管部19内に、図示しない給排気手段により空気の給排気が行われることで膨張及び収縮可能な弁袋20を内挿して開閉弁を構成し、該弁袋20を膨張させることで管部19内を密閉して原水又は処理水の流通を遮断し、収縮させることで管部19内面と弁袋20外面との間に隙間を形成して原水又は処理水の流通が可能となるようすることができる。この給排気手段としては、浮力調整袋17へ空気の給排気を行うための給排気手段を兼用することが好ましい。
【0024】
かかる水処理用装置1の使用に際しては、側周壁11の原水入口15及び処理水出口16が被処理水の水面と略同位置となるように被処理水中に浸漬することにより被処理水の水処理を行う。ここで被処理水としては、河川や湖沼の水、海水が挙げられる。また、ここで湖沼とは、湖、沼に限らず、池や堀をも含む。
【0025】
更に、本発明において水処理とは、河川や湖沼の水の浄化、海水の脱塩処理の前処理等をいい、本発明に係る水処理用装置1は、かかる処理を行う場合に有効に機能する。
【0026】
かかる処理を行うため、本発明に係る水処理用装置1は単独で使用してもよいが、図4に示すように、処理量に応じて、各原水入口15及び処理水出口16がそれぞれ同一側に面するように複数基並設して使用することも好ましい。このように水処理用装置1の並設数を増加させるだけで、処理量の増加に容易に対応可能である。なお、同図において水処理用装置を1A〜1Dの4基並設した例を示しているが、並設数は何ら限定されない。また、隣接する水処理用装置同士は図示するように密接状でもよいし、若干の隙間を有して離間して配置されていてもよい。15A〜15Dは各水処理用装置1A〜1Dの原水入口を示す。また、21は水処理用装置1A〜1D全体を係留するためのアンカーである。
【0027】
図5に、かかる水処理用装置1の動作について、水中のSSを除去する場合を例にとって説明する。ここでは図4に示す4基の水処理用装置1A〜1Dを示しているが、各装置において動作は同一であるため、代表して水処理用装置1Aについて説明する。なお、各装置1A〜1Dの処理動作は、図中▲1▼から▲4▼の順(図示上から下)に沿って行われる。
【0028】
まず、原水入口15を開放して水処理室10内への原水の流通を可能とする。ここでは底板13は、水処理室10内において上動して最上端に位置しているため、該底板13の浮力調整袋17内に充満されている空気を排気させて底板13をその自重によって下動させ、水処理室10の内容積を増加させて原水を収容する(図5▲1▼)。
【0029】
底板13が最下端まで下動して原水が水処理室10の限度水量まで満たされると、原水入口15を遮断して処理を行う。原水の処理は、撹拌機18を回転駆動させることによって所定時間凝集撹拌処理を行う(図5▲2▼)。この撹拌処理において、凝集剤は原水入口15より原水の導入と同時に供給すればよい。
【0030】
所定時間の撹拌処理の後、撹拌機18を停止させて静止状態とし、原水中の汚泥を沈降させて上澄みの処理水と分離する(図5▲3▼)。
【0031】
沈降分離の後、処理水出口16を開放して処理水の流通を可能とすると共に、底板13の浮力調整袋17内に空気を充満させて底板13に浮力を付与し、該浮力を利用して水処理室10内において底板13を上動させる(図5▲4▼)。この底板13の上動に応じて、水処理室10内の処理水(上澄み水)は処理水出口16から外部へ排出され、底板13が最上端に位置するまで処理水の排出が行われる。このとき、処理水は底板13の上動によって下から押し上げられて排出されるため、必ず最初に上済みの処理水が排出され、沈降汚泥量にかかわらず常に清明な処理水を排出することができる。処理水の排出の後は、沈降した汚泥を抜き出す。
【0032】
次いで、処理水出口16を遮断すると共に原水入口15を流通可能として、最初の行程に戻り、以後、上記行程を繰り返していく。
【0033】
このように本発明に係る水処理用装置1によれば、原水の供給から撹拌処理、沈降分離、処理水の排出までの一連の処理を被処理水の水中において行うことができる。従って、大掛かりな処理設備を必要とせず、設備工事も簡略化できる。しかも、被処理水中に直接浸漬させるため、陸上に殊更に設備用地を必要としないで済む。また、原水の導入及び処理水の排出のための底板13の上下動を、浮力調整袋17に空気を供給及び排気させるだけの一時的な作業のみで行い、ポンプ等の移送手段を継続的に使用するようなことがないため、動力コストも大幅に低減させることが可能であり、その結果、電力源として風力発電や太陽光発電の利用を可能とし、徹底した省エネ対策を採ることができるようになる。これにより簡易に設置可能であることと相俟って、電力設備を持たない地域での利用も可能である。
【0034】
なお、図5に示すように複数基の水処理用装置を並設した場合、各装置1A〜1Dの行程タイミングをずらして処理を行うことが好ましい。即ち、図5▲1▼の行程において、水処理用装置1Aが原水の供給を行っているとき、水処理用装置1Bでは原水の撹拌沈降処理を行い、水処理用装置1Cでは静止状態として沈降分離処理を行い、水処理用装置1Dでは処理水の排出を行うようにし、以後、図5▲2▼〜▲4▼の各行程においても各水処理用装置1A〜1Dはタイミングの異なる処理を行うようにしている。これにより、図示しない給排気手段は、いずれかの水処理用装置の底板13の浮力調整袋17の空気の給排気動作を行えばよく、全ての水処理用装置の底板13の浮力調整袋17に対して同時に給排気動作を行わなくて済むため、給排気を行うためのコンプレッサー等の駆動力を殊更大きくする必要がなく、省エネ対策に一層有効である。
【0035】
本発明に係る水処理用装置1は、図6に示すように、原水入口15が上流側に位置するように河川100の水中に浸漬することで、河川100の水の処理を行うことができる。即ち、河川100の原水を水処理用装置1に導入して処理を行った後、処理水を再び下流側に排出して戻すことで下流側の水中のSS濃度を上流側よりも低減させることができる。水処理用装置1は、複数基を1ユニットとして、河川100の流れ方向に間隔をおいて複数ユニット設置するようにすれば、更に河川100の浄化に有効である。なお、図中22は、陸上に設置されたコントロールユニットであり、給排気手段を備え、底板13の浮力調整袋17や原水入口15及び処理水出口16の弁袋20への空気の供給及び排気を制御する。
【0036】
図7は水処理用装置1を湖沼101に設置した場合である。水処理用装置1を湖沼101の水中に浸漬し、該湖沼101の原水を水処理用装置1に導入して処理を行った後、処理水を再び湖沼101に排出して戻すことで、湖沼101の水中のSS濃度を徐々に低減させることができる。水処理用装置1は、複数基を1ユニットとして、湖沼101の広さに応じて複数ユニット設置するようにしてもよい。
【0037】
湖沼101が、例えば図8に示すように中島101a等を有するような場合、水処理用装置1を介在させることで、該水処理用装置1を挟んで湖沼101を原水側と処理水側とに分けることができ、効率的な処理が可能である。また、堀の場合も同様にして効率的に処理することができる。
【0038】
図9は水処理用装置1を海の港湾部102に設置した場合である。水処理用装置1を港湾部102の水中に浸漬し、該港湾部102の原水を水処理用装置1に導入して処理を行った後、処理水を再び港湾部102に排出して戻すことで、港湾部102の水中のSS濃度を徐々に低減させることができる。水処理用装置1は、複数基を1ユニットとして、港湾部102の広さに応じて複数ユニット設置してもよい。
【0039】
図10は、水処理用装置1の別の態様を示す側面図である。この態様において、水処理室10を形成している側周壁11の処理水出口16側に、排出された処理水を貯留する処理水貯留室23を連接している。
【0040】
この処理水貯留室23は、側周壁11、天板12、底板13及び柔軟性シート14によって構成される前記水処理室10と同一構成からなり、該水処理室10と一体となって同様に被処理水中に浸漬され、水処理室10内の処理水を受け入れて一時的に貯留させる。処理水貯留室23内に貯留された処理水は必要に応じて取り出し、更に別の処理設備に移送して処理を行ったり、中水として有効利用することができる。
【0041】
なお、以上の説明では、原水に凝集剤を混入して処理を行うものについて説明したが、活性汚泥を利用して原水の処理を行うようにしてもよい。
【0042】
また、水処理用装置1の平面形状は矩形状に限らず、円形状等でもよく、任意である。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、海、河川及び湖沼といった広い領域の水の処理を極めて簡易な設備で且つ低動力コストで可能とする新規な水処理用装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】水処理用装置の構造を示す分解斜視図
【図2】底板の構造を示す斜視図
【図3】原水入口及び処理水出口の構造例を示す断面図
【図4】水処理用装置の使用例を示す正面図
【図5】水処理用装置の動作を説明する図
【図6】水処理用装置の適用例を示す図
【図7】水処理用装置の適用例を示す図
【図8】水処理用装置の適用例を示す図
【図9】水処理用装置の適用例を示す図
【図10】水処理用装置の別の態様の使用状態を示す側面図
【符号の説明】
1:水処理用装置
10:水処理室
11:側周壁
12:天板
13:底板
14:柔軟性シート
15:原水入口
16:処理水出口
17:浮力調整袋
18:撹拌機
19:管部
20:弁袋
21:アンカー
22:コントロールユニット
23:処理水貯留室
100:河川
101:湖沼
102:港湾部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water treatment apparatus, and more particularly, to a novel water treatment apparatus capable of treating a wide area of water such as seas, rivers, and lakes at low cost.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to purify water in a wide area such as rivers and lakes, raw water is extracted from rivers and lakes to a treatment facility installed on land using an appropriate water intake means such as a pump. After the purification process is performed, the treated water is returned again using an appropriate drainage means such as a pump.
[0003]
For this reason, large-scale related facilities and facilities are required as a processing facility, and a large facility site is required accordingly, installation work is inevitably large, and the power cost for transfer is large. It was unavoidable.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Then, this invention makes it a subject to provide the novel water treatment apparatus which enables the process of the water of the wide area | regions, such as the sea, a river, and a lake, with a very simple installation and low power cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is solved by the following configuration.
[0006]
1. An inlet of raw water and an outlet of treated water are provided above the side peripheral wall immersed in the water to be treated, a top plate is provided at the top of the side peripheral wall, and the bottom plate can be moved up and down via a flexible sheet at the lower end. A water treatment chamber surrounded by the top plate, the side wall, the bottom plate and the flexible sheet is formed, and a buoyancy adjustment bag that can be expanded and contracted by connecting to the air supply / exhaust means is provided on the bottom plate. By expanding the bottom plate, the bottom plate is moved up by buoyancy to discharge the treated water in the water treatment chamber, and by shrinking the buoyancy adjustment bag, the bottom plate can be moved down by its own weight and raw water can be introduced into the water treatment chamber. Water treatment equipment characterized by
[0007]
2. 2. The water treatment apparatus according to 1 above, wherein the side peripheral wall is formed using a buoyancy bag filled with air.
[0008]
3. 3. The water treatment apparatus according to 1 or 2 above, wherein a stirrer is provided on the bottom plate.
[0009]
4). The above-mentioned 1, 2 characterized in that a treated water storage chamber having the same configuration as that of the treatment chamber is connected to the treated water outlet side of the side peripheral wall so as to store the treated water discharged from the treatment chamber. Or the apparatus for water treatment of 3.
[0010]
5. A water treatment apparatus comprising a plurality of the water treatment apparatuses according to any one of 1 to 4 above.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a perspective view showing a water treatment apparatus according to the present invention. The
[0013]
The side
[0014]
The side
[0015]
As the buoyancy bag or water bag, the wall material between the frames may be formed by filling air or water into a bag material formed of a flexible sheet such as a vinyl chloride resin, or similar to the above around the frame A pipe-shaped bag material formed by the flexible sheet may be filled with air or water, and an appropriate wall material such as a resin sheet may be stretched between the air bag or the water bag. .
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
As shown in FIG. 2, a
[0019]
The illustrated
[0020]
A
[0021]
The
[0022]
In FIG. 1, 15 is a raw water inlet for introducing raw water provided above the side
[0023]
For example, as shown in FIG. 3, the
[0024]
When the
[0025]
Furthermore, in the present invention, water treatment refers to purification of water in rivers and lakes, pretreatment for seawater desalination, etc., and the
[0026]
In order to perform such treatment, the
[0027]
FIG. 5 illustrates the operation of the
[0028]
First, the
[0029]
When the
[0030]
After the stirring process for a predetermined time, the
[0031]
After the sedimentation separation, the treated
[0032]
Next, the treated
[0033]
Thus, according to the
[0034]
In addition, when a plurality of water treatment devices are arranged in parallel as shown in FIG. 5, it is preferable to perform the treatment by shifting the process timing of each of the devices 1A to 1D. That is, in the process of FIG. 5 (1), when the water treatment apparatus 1A is supplying raw water, the water treatment apparatus 1B performs agitation and sedimentation treatment of the raw water, and the water treatment apparatus 1C settles in a stationary state. Separation processing is performed, and the water treatment apparatus 1D discharges the treated water. Thereafter, each of the water treatment apparatuses 1A to 1D performs processing with different timings in each step of FIG. 5 (2) to (4). Like to do. Thus, the air supply / exhaust means (not shown) may perform the air supply / exhaust operation of the
[0035]
As shown in FIG. 6, the
[0036]
FIG. 7 shows a case where the
[0037]
When the
[0038]
FIG. 9 shows a case where the
[0039]
FIG. 10 is a side view showing another aspect of the
[0040]
The treated
[0041]
In addition, although the above description demonstrated what mixed the flocculant in raw | natural water and processed, you may make it process raw | natural water using activated sludge.
[0042]
Moreover, the planar shape of the
[0043]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the novel water treatment apparatus which enables the process of the water of the wide area | regions, such as a sea, a river, and a lake and marshes, with a very simple installation and low power cost can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of a water treatment apparatus. FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a bottom plate. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure example of a raw water inlet and a treated water outlet. Fig. 5 is a front view showing an example of use of the apparatus. Fig. 5 is a diagram for explaining the operation of the water treatment apparatus. Fig. 6 is a diagram showing an application example of the water treatment apparatus. FIG. 8 is a diagram showing an application example of a water treatment device. FIG. 9 is a diagram showing an application example of a water treatment device. FIG. 10 is a side view showing a usage state of another embodiment of the water treatment device. Description】
1: Water treatment apparatus 10: Water treatment chamber 11: Side peripheral wall 12: Top plate 13: Bottom plate 14: Flexible sheet 15: Raw water inlet 16: Treated water outlet 17: Buoyancy adjustment bag 18: Stirrer 19: Pipe portion 20 : Valve bag 21: Anchor 22: Control unit 23: Treated water storage chamber 100: River 101: Lake 102: Harbor
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