JP3831927B2 - 水質浄化用ブロック - Google Patents

Description

本発明は、地中に構築した空間内や、河川、ダム等の工事現場に設けられる沈殿池内の水中に浸漬して、接触材による生物学的作用、及び濾過作用にて水質浄化を行うようにした水質浄化用ブロックに関するものである。

接触材を水中に浸漬して、水中の微生物による生物学的作用及び濾過作用を利用して水を浄化するようにした技術は従来広く知られているが、従来のこの種の浄化技術としては、ひも状接触材を水路内に多数条にわたって折り返し設置するようにしたもの（例えば、特許文献１参照）や、処理水槽内に設けた仕切り板間にひも状接触材を張設するようにしている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−１１７５号公報 特開平１０−５２６９４号公報

上記した従来の生物学的作用や濾過作用による水質浄化手段では、水路を流れる水や、処理水槽内の水に対して、水質浄化という所期の目的を達成することができるが、汎用性に欠けるという問題があった。

すなわち、例えば上記従来の技術では、それぞれあらかじめ構築された水路や処理水槽に対向して設けられた張設手段間にひも状接触材を張設するようになっているため、ひも状接触材の使用個所が各施設毎に限定されており、このひも状接触材を地中に構築した空間内や、河川、ダム等の工事現場に設けられる沈殿池内に任意に浸漬して用いることはできなかった。

本発明は上記のことに鑑みなされたもので、大きな汎用性を持つと共に、水質浄化機能を有する貯水用の地中空間を構築するための構造物としても使用可能にした水質浄化用ブロックを提供しようとするもので、この目的を達成するための構成は、柱の両端に、多数の抜き穴を有するフランジを柱と一体状に設けたブロック躯体と、両端部のうち、少なくとも一端部をブロック躯体の一方のフランジに括り付けた多数本のひも状接触材と、からなっている。

また、本発明に係る水質浄化用ブロックは、上記構成の水質浄化用ブロックにおいて、多数本のひも状接触材のブロック躯体のフランジに括り付ける側の端部を保持体に括り付けてドーナツ状にすると共に、これの円周方向の１個所を開くようにした接触材ユニットとし、この接触材ユニットを、これの開く部分から柱をかわして両フランジ間に入れ、保持体を介してブロック躯体のフランジに括り付けた構成になっている。

また、本発明に係る水質浄化用ブロックは、フランジの一側面の中央部に柱を一体状に突設してなる２つのブロック単体を、それぞれの柱の頂面を対向させて結合してなるブロック躯体と、両端部のうち、少なくとも一端部をブロック躯体の一方のフランジに括り付けた多数本のひも状接触材とからなる。そしてこの水質浄化用ブロックにおいて、多数本のひも状接触材のブロック躯体のフランジに括り付ける側の端部を保持体に括り付けて接触材ユニットとし、この接触材ユニットを、保持体を介してブロック躯体のフランジに括り付けた構成になっている。

本発明に係る水質浄化用ブロックは１つ１つのブロックとして取り扱うことができることにより、河川、ダム等の工事現場における沈殿池、既設の排水路（河川）、下水処理施設、雨水貯留施設、さらに所期フラッシュ低減用浄化施設に必要な数だけ任意に用いることができて極めて大きな汎用性を持たせることができる。

そして特に、請求項１に係る発明において、ひも状接触材の両端がブロック躯体のフランジに括り付けられている場合には、この構成に係る水質浄化用ブロックでは全方向性を有しており、いかなる姿勢でもひも状接触材が絡まることなく設置することができる。

一方、請求項１に係る発明において、多数本のひも状接触材の一方のみがブロック躯体のフランジに括り付けられている場合には、縦方向にしか設置できないが、ひも状接触材は大きな自由度を有していることになり、これが流水等にて揺れたときに、これに付着している汚濁物質がふり落とされて自浄作用を行うことができる。そして、請求項２及び請求項４に係る発明では、ひも状接触材の端部を保持体に括り付けてこれをユニット化したことにより、ひも状接触材の取り扱いが容易となり、これのブロック躯体への組み立てを容易に行うことができる。さらに、請求項３に係る発明では、ブロック躯体を２つのブロック単体にて構成することができる。請求項４に係る発明では、この２つのブロック単体にて構成したブロック躯体とひも状接触材を用いた水質浄化用ブロックを構成することができる。

また、本発明に係る水質浄化用ブロックは、これのブロック躯体が所定の強度を有するようにすることにより、この水質浄化用ブロックを、地下に埋設して地下構造物とすることができ、これにより、地下に水質浄化機能を有する貯水用空間を構築することができる。

さらに、本発明に係る水質浄化用ブロックによれば、工事現場等から流出する汚濁水中に浸積して濾過作用されることにより、自然沈殿効果では浄化できない浮遊物を水中の汚濁物と共に除去することができ、上記汚濁水の河川などの対する汚濁負荷を軽減することができる。

図１は本発明に係る水質浄化用ブロック１を破断して示すもので、この水質浄化用ブロック１は、例えば正方形のフランジ２の一側面の中央部に柱３を突設してプラスチック（例えばポリプロピレン）にて薄肉構成にして成形した同一形状の２つのブロック単体４ａ，４ｂを、それぞれの柱３の頂面を対向させて結合してなるブロック躯体５と、このブロック躯体５のフランジ２，２間に張設した多数本のひも状接触材６とからなっている。

ブロック単体４ａ，４ｂは図２に示すようになっていて、それぞれのフランジ２にはこれの厚さ方向に貫通する抜き穴７が略全面にわたって多数設けてある。フランジ２の側面は平面状になっているが、このフランジ２の厚さに相当するリブ８が縦横に設けられている。

また、ブロック単体４ａ，４ｂの柱３は二重構成になっていて、これの頂面がドーナツ状になっている。そしてこの柱３の頂面に、円周方向の等間隔位置の４箇所にほぞ９が突設してあり、また、このほぞ９と同一間隔で、かつ円周方向にずれた位置にほぞ９が嵌合するほぞ穴１０が設けてあり、一方のブロック単体４ａのほぞ９を他方のブロック単体４ｂのほぞ穴１０に嵌合することにより両ブロック単体４ａ，４ｂがそれぞれの柱３，３の頂面を当接した状態、すなわち図１に示す状態で結合されるようになっている。

上記ほぞ９とほぞ穴１０の円周方向の位置関係は、両ブロック単体４ａ，４ｂが結合された状態で、それぞれのフランジ２が軸方向の投影形状で同一になるようになっている。

図３は両ブロック単体４ａ，４ｂのフランジ間に配置する接触材ユニット１２を示す。この接触材ユニット１２は中央に柱３が入るようドーナツ状に形成されている。すなわち、ブロック単体４ａ，４ｂのフランジ２の大きさで、かつ中央にこれの柱３が入る穴１３を形成して綱１４を組み合わせた２枚の保持体１５，１５の間に、ひも状接触材６を、折り返し部をこの両保持体１５，１５に括り付けて多数本張設した構成になっている。そしてこの接触材ユニット１２は、これの保持体１５，１５の各綱１４を、ブロック躯体５の各フランジ２，２に設けられている各リブ８に設けた穴に通した結束バンド（あるいはロープ等）１６にて括り付けることによりブロック躯体５のフランジ２，２間に配置するようになっている。なお、上記保持体１５は上記した綱１４と網を組み合わせた構成にしてもよい。また、上記バンド用の穴に代わるフックをフランジ２に成形してもよい。

上記構成においての水質浄化用ブロック１の組み立て手順を以下に説明する。まず一方のブロック単体４ａのフランジ２の柱３を突設した方の側面に、接触材ユニット１２の一方の保持体１５を、結束バンド１６等を用いて括り付ける。ついで、他方のブロック単体４ｂを、これの柱３と接触材ユニット１２の他方の保持体１５の穴１３に挿入して、これの柱３の端面を一方のブロック単体４ａの柱３に当接すると共に、この両柱３，３の端面に設けたほぞ９とほぞ穴１０を嵌合して両ブロック単体４ａ，４ｂを結合する。その後、接触材ユニット１２の他方の保持体１５をこの他方のブロック単体４ｂのフランジ２に上記と同様に結束バンド１６等にて括り付ける。

なお上記ひも状接触材６は塩化ビニリデン、ポリプロピレン等の化学繊維にて構成された繊維が用いられるが、この実施の形態では、主として水質浄化用にはビニリデン製のものを、また、濁水浄化用にはポリプロピレン製のものをそれぞれ選択的に用いた。そしてこれの充填量は１００〜１０００ｍ^２／ｍ^３の範囲にした。この充填量はひも状接触材の用途に応じて増減させる。

また、上記した実施の形態では、接触材ユニット１２の両端をブロック躯体５の対向するフランジ２，２の両方に括り付けた例を示したが、水質浄化用ブロック１を縦方向の姿勢のみにて用いる場合には、この接触材ユニット１２は、図４に示すように、このときの上側となる方のブロック単体４ｂのフランジ２のみに括り付け、他方をフリー状態としてもよい。この場合、下側の保持体１５を必要としない。

そして、この実施の形態によれば、接触材ユニット１２の各ひも状接触材６の下端がフリー状態であることにより、水質浄化用ブロック１を流水中に設置したときに、これが流水により揺れて、これに付着した汚濁物質はふり落とされて、ひも状接触材自体の自浄効果を期待できる。

また、更に他の実施の形態として、柱の両側にフランジを設けた形状にして一体成形によりブロック躯体５を構成してもよい。この場合、ドーナツ状に形成した接触材ユニット１２の１個所が開くようにして、この部分から柱３をかわして両フランジ間に接触材ユニット１２を組み付ける。

そしてさらに、本発明に係る水質浄化用ブロックでは、多数本のひも状接触材６を保持体１５を介することなくブロック躯体５のフランジ２，２に直接括り付けてもよい。また、ひも状接触材６は長いものを折り返して用いる代わりに、両フランジ２，２の間隔の長さにした多数のひも状接触材６を、それぞれの端部をブロック躯体５のフランジ２，２に括り付けて用いてもよい。

上記のようにして組み立てられた水質浄化用ブロック１は、図５、図６に示されるように地中に構築した空間内や、工事現場等の沈殿池内や河川に、柱３，３を縦にした状態、あるいはこれを横にした状態、さらには任意の姿勢で設置する。このとき、接触材ユニット１２の各ひも状接触材６の両端がフランジ２，２に括り付けられているので、各ひも状接触材６が絡まることがない。なお、このとき接触材ユニット１２の他方をフリー状態としたブロックでは、その設置姿勢は上記したように限定される。

図５は本発明に係る水質浄化用ブロック１を、雨水等を貯水するために地中に構築した空間内に充填した状態を示す。この実施の形態では、地面を開削した穴１７内に、この穴１７の底及び側面を防水シート１８にて覆ってから多数の水質浄化用ブロック１を、複数段にわたって敷きつめ、その後上側を透水シート１９にて覆ってから覆土することにより、各ブロックごとの空間が貯水空間となる地下空間が構成される。そして地上に降った雨は覆土を浸透して上記空間内に貯水される。このときの地中での水質浄化用ブロック１は構築部材として十分な強度を有する。

この地下空間に貯水された雨水は、各水質浄化用ブロック１の接触材ユニット１２にて水中の微生物による生物学的作用（吸着、酸化、分解）によって浄化される。なお、この場合、接触材ユニット１２による生物学的作用には酸素が必要であるので上記地下空間には地上に通じる通気穴を連接する。

図６は本発明に係る水質浄化用ブロック１を川２０に水没させて設置した状態を示す。この実施の形態での水質浄化用ブロック１は、主として濾過（浄化）沈殿作用により濁水浄化される。すなわち、接触材ユニット１２の細い化学繊維にて構成されているひも状接触材６による濾過機能にて水中の砂やシルトはもちろん、浮遊物質が濾過され、このときの水より重いものは自然沈殿により沈降され、自然沈殿効果では浄化できない浮遊物質はひも状接触材６に吸着され、汚泥となって回収される。

なお、このとき水質浄化用ブロック１が、このブロック躯体５がプラスチックにて構成されていて軽量になっていること等により浮いてしまうことがあるが、その場合、ブロック躯体５の柱３，３内に比重の重い浮き防止材を充填してこれを防止する。

図７は本願に係る水質浄化用ブロック１に用いるひも状接触材６の一例を模式的に示したもので、これは１本あたり約０．１ｍｍの繊維６ａがループ状に多数形成されており、表面積が大きく吸着高価が高いものが用いられている。

なお、このひも状接触材６の水処理における吸着効果は、水中の溶解成分が固体表面に集まる現象を利用したものである。すなわち、水中におけるコロイドは、通常マイナスのイオンを帯びており、これがプラスイオンの吸着材であるひも状接触材に吸着される。

本発明に係る水質浄化用ブロックを示す断面図である。 ブロック躯体の分解斜視図である。 接触材ユニットを示す斜視図である。 接触材ユニットの他方をフリー状態にした水質浄化用ブロックを示す断面図である。 本発明に係る水質浄化用ブロックを地中空間内に充填した状態を示す概略的な断面図である。 本発明に係る水質浄化用ブロックを河川に設置した状態を示す概略的な断面図である。 ひも状接触材の一例を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１…水質浄化用ブロック、２…フランジ、３…柱、４ａ，４ｂ…ブロック単体、５…ブロック躯体、６…ひも状接触材、６ａ…繊維、７…抜き穴、８…リブ、９…ほぞ、１０…ほぞ穴、１２…接触材ユニット、１３…網、１４…綱、１５…保持体、１６…結束バンド、１７…穴、１８…防水シール、１９…透水シール、２０…川。

Claims (4)

1. 柱の両端に、多数の抜き穴を有するフランジを柱と一体状に設けたブロック躯体と、
   両端部のうち、少なくとも一端部をブロック躯体の一方のフランジに括り付けた多数本のひも状接触材と、
   からなることを特徴とする水質浄化用ブロック。
2. 多数本のひも状接触材のブロック躯体のフランジに括り付ける側の端部を保持体に括り付けてドーナツ状にすると共に、これの円周方向の１個所を開くようにした接触材ユニットとし、この接触材ユニットを、これの開く部分から柱をかわして両フランジ間に入れ、保持体を介してブロック躯体のフランジに括り付けたことを特徴とする請求項１記載の水質浄化用ブロック。
3. フランジの一側面の中央部に柱を一体状に突設してなる２つのブロック単体を、それぞれの柱の頂面を対向させて結合してなるブロック躯体と、
   両端部のうち、少なくとも一端部をブロック躯体の一方のフランジに括り付けた多数本のひも状接触材と、
   からなることを特徴とする水質浄化用ブロック。
4. 多数本のひも状接触材のブロック躯体のフランジに括り付ける側の端部を保持体に括り付けて接触材ユニットとし、この接触材ユニットを、保持体を介してブロック躯体のフランジに括り付けたことを特徴とする請求項３記載の水質浄化用ブロック。

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