JPH0365293A - 水質改善方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、上水用ダム、貯水池、池、堀、河川などの
水質改善を目的とした水質改善方法及び装置に関する。

（従来の技術） 従来、大量水の浄化については、出願人が先に提案した
間欠空気揚水装置（実公昭６３−３９８号）が多大の成
果を上げ、国内各地で実用化されている。また、水道水
の消石灰によるＰＨ調整や、カルシウムによる送水管の
腐蝕防止について提案されている。

（発明により解決すべき課題） 前記間欠空気揚水装置によれば、ダム、湖沼、池等の多
量水の溶存酸素量を改善する点で、比較的少ないエネル
ギーにより、多大の効果を上げると共に、１０ｒｎ以上
の水深があれば、藻類の繁殖防止についても効果がある
ことが知られている。

例えば、水！１１００万トンにつき直径５０（７）、長
さ１０ｍの揚水筒を有する揚水装置１基に街分約１−の
加圧空気を送ることにより、約１週間で溶存酸素量を改
善すると共に、水深に関係なく、水温をほぼ一定にでき
ることが判明している。然し乍ら、水質が酸性の場合に
、これをアルカリ性にすることは困難であり、また酸素
供給によって底質からの燐の溶出は抑えられるが、水中
の燐を除去することは困難であった。

（課題を解決する為の手段） 然るにこの発明は、消石灰を溶解した水をダム等に混入
することにより、ＰＨ調整及び燐を固定して、富栄養化
を防止することに成功したのである。

即ち方法の発明は、消石灰を溶解させた水を間欠空気揚
水装置による揚水に注入し、該揚水の拡散循環に伴って
大量水のＰＨを調整することを特徴とした水質改善方法
である。

また他の発明は消石灰を溶解させた水を間欠空気揚水装
置による揚水に注入し、該揚水の拡散循環に伴って処理
水中にカルシウム燐化合物を生成すると共に、ＰＨを調
整することを特徴とした水質改善方法である。

また他の方法の発明は、消石灰を入れた溶解槽の下部に
水を注入し、溶解槽の上部から上澄水を注出し、この上
澄水を揚水筒の吸水管に注入することを特徴こした水質
改善方法である。

更に他の方法としては、間欠空気揚水装置による揚水噴
出域内へ消石灰を配置し、前記揚水の流動時に、前記消
石灰を溶解した消石灰高濃度水を前記揚水の拡散に伴っ
て大量水に混入することを特徴とした水質改善方法であ
る。

次に装置の発明は、消石灰を入れる溶解槽の下部に、給
水管の先端側を連結し、溶解槽の上部に送水管の基端側
を連結し、前記送水管の先端側を間欠空気揚水装置の吸
水筒に連結したことを特徴とする水質改善装置である。

また他の装置の発明は、揚水筒の下部に、空気室を設置
した間欠空気揚水装置の揚水筒の上部であって、揚水拡
散通路に消石灰の通水性容器を設けたことを特徴とする
水質改善装置である。

前記において、消石灰の溶解度は２０℃の場合に１６０
０■／Ｉ　　（０，１６％）であるから、溶解槽に多量
の消石灰を入れ、又は多量の消石灰塊を通水容器に収容
しておいても、一定量宛溶解するので、支障を生じるお
それなく、管理が容易である。

例えば、溶解槽又は通水容器に多量の消石灰を入れてお
いて通水すれば、逐次カルシウムを溶出し、その状態は
、前記消石灰がなくなるまでほぼ同一条件で続くことに
なるので、自動制御の必要なく、順調に作動する。通常
上水に使用されるダム等の水質によれば、ＰＨＲ整の為
に１０〜３０−ｇ／ｌの消石灰を必要とするので、１６
００ｍｇ／ｇの高濃度水のほぼ１６０倍〜５０倍の水量
の水質を改善することができる。また水中の燐の除去に
ついては、５０〜１００＋ｎｇ／ｉ）の消石灰を必要と
するので、１．６００■／ｆｌの高濃度水のほぼ３２倍
−１６倍の水量の水質を改善することができる。

この発明の方法中、予め消石灰を溶解した高濃度水を作
る場合には、前記処理水量に応じた高濃度水（例えば、
処理水］−〇〇万トンに対し１万トン）必要となるが、
その溶解槽へは処理対象のダム等の水を給水すればよい
ので、円滑に確実に実施できる。

また、揚水装置の上部の揚水拡散域に消石灰を収容する
通水容器を配置すればよいので、管理は一層簡単になる
。

然して、−旦水質を改善した後は、流入水量の水質を改
善すればよいわけであるから、ランニングコストは原則
的に流入水量に対応することになる。然して、富栄養化
により生じる幾多の問題点も解決されることになり、正
に一石二鳥である。

次に間欠空気揚水装置の能力は、水量、ダム等の断面形
状及び流入・流出形態により異なるけれども、大凡前記
のように１００万トンに直径５０ｃｍの揚水筒１基位で
ある。

然して実験の結果によれば、ダムの平面形状が多少の複
雑であったり、又は設置位置から岸が遠い（１０００ｍ
、又はそれ以上）場合であっても、はぼ均等に拡散循環
することが認められている。

従って、この拡散循環により消石灰の溶解水は拡散し、
全体の水質を改善することができる。

（作　　用） 即ちこの発明によれば、消石灰の溶解水を間欠空気揚水
装置による揚水の拡散によって大量水に混入するので、
容易均等に拡散できる。

また、消石灰は通水路に介装するのみで、可溶量宛溶液
となって拡散するので、溶解量に対する管理の必要性が
ない。

また消石灰の溶解によって水中に溶解している燐と、カ
ルシウムとが結合して燐化合物を生成し、燐を不溶性に
固定する。

（実施例１−） 次に、この発明の実施例を第１図乃至第３図について説
明する。

溶解槽１の下部に消石灰２を充填（例えば通水容器に入
れて適宜摘み上げる）すると共に、溶解槽１−の下部へ
給水管３を連結する。給水管３にはポンプ４と、バルブ
５を介装する。また、溶解（曹］−の上部に移送管６の
基端を連結ｌ７、移送管６の先端に溶液タンク７を連結
し、溶液タンク７にポンプ１１を介装した送水管８の基
端を連結し、送水管８の先端を間欠空気揚水装置９の吸
水筒］−０に連結開口させる。前記において、ポンプ４
を回転し、例えばダムより汲み上げた水を矢示１２のよ
うに溶解槽１に送ると、この水は消石灰２を通過して槽
に溜る。そこで上澄水を移送管６で矢示１３のように取
り出す。この場合に上澄水であって水位が高いので、溶
液タンク７の位置が低ければ、移送ポンプを要しない。

尤も、溶解槽１．を密封方式にすれば、ポンプ４からの
給水によって、矢示１４のように移送管６へ自動的に移
送される。

そこで、溶液タンク内の水をポンプ１−１により矢示１
５のように吸水筒１０へ移送する。

前記間欠空気揚水装置９の揚水筒１８は（第２図）、４
本の筒体１８ａ、１８ｂ、１８ｅ、１８ｄを一体的に束
ねた複合筒１，０と、その下方に連結した一本の吸水筒
１０ａεよりなり、前記送水管８は吸水筒１０に連結し
である。前記揚水装置９は、吸水筒１０の下部外側に空
気室２０を嵌挿しである。前記空気室２０は、吸水筒１
０の外側へ所定間隔をおいて遊嵌した内筒２１と、その
外側へ所定間隔をおいて遊嵌した外筒２２と、内筒２１
と外筒２２の間に嵌挿した仕切筒２３とよりなり、吸水
筒１０ａと内筒２１との間隙部２４、内筒２１と仕切筒
２３の間隙部２５、仕切筒２３と外筒２２の間隙部２６
の上部は何れも頂板２７で覆われ、前記間隙部２４．２
５の下部は底板２８で閉塞されている。

前記仕切筒２３の上部及び内筒２１の下部には間隙２４
．２５．２６を夫々連通する連通孔２９．３０が穿設さ
れ、間隙２４と吸水筒１０内とは連通孔３１−で連通さ
れている。図中１６は加圧空気の給気管、１７は重錘、
１９は覆板、３２は浮室である。

前記揚水装置９は揚水筒１８の上部外側に固定した浮室
３２の浮力によって吊り上げられ、重錘〕７によって引
き下げられているので、自由状態では常時垂直状態で浮
遊している（第２図）。

前記実施例において、加圧空気を空気室２０へ矢示３３
のように供給すると、加圧空気は空気室２０の上部内側
より逐次溝り、その水位を矢示３４のように下降させる
。このようにして水位が連通孔３０に達すると、空気室
２０内の加圧空気は、矢示３５．３６．３７のように各
連通孔２９．３０．３１−を通過して吸水筒１．　Ｏａ
内へ入り、大きな気泡となって上昇し、つい′Ｃ−４本
の筒体］、　８　ａ、１８ｂ、１８ｅ、１．８ｄに分割
された気泡３８となって上昇する。この場合に気泡３８
の下方の水は、気泡３８の浮力によって引き上げられ、
気泡３８の上方の水は浮力で押し上げられる。このよう
にして押し上げられた水は複合揚水筒１０の上端から矢
示３９のように吹き出しく第４図）、水面４０を持ち上
げた後、矢示４１のように下降１゜て、矢示４２のよう
に横方向へ拡散する。この場合において、前記吸水筒１
、Ｏａ内に供給された消石灰高濃度水は、揚水中に混入
して矢示４３のように揚水筒内を上昇し、揚水筒１８の
上端と水面との間の水に巻き込まれれて急速に混合する
と共に、曲水面まで押し上げられ、ついで矢示４１のよ
うに拡散することになる。

然して混合水の一部は途中から下降することになり、他
部は水面下（例えば１ｍ〜３ｍの間）を拡散して岸に至
り、矢示４５のように下降して水底部を矢示４４のよう
に流動し、以下同様の循環を繰り返して完全に混合する
ことになる。

（実施例２） 第５図の実施例は、間欠空気揚水装置９の上方へ浮子４
６で保持した通水性の容器４７を設置し、容器４７の中
へ消石灰を収容する。この状態で間欠空気揚水装置９の
空気室に加圧空気を送ると、前記実施例１で説明したよ
うに矢示４８のように吹き上げられた水が水面付近の水
と混合し乍ら、矢示５０．５１のように拡散し、ついで
矢示５２のように下降した後、水底部を矢示５３のよう
に移動して、再び矢示５４のように上昇するので、前記
実施例］と同様に消石灰の高濃度溶解水を急速に拡散混
合することができる。

（発明の効果） この発明は消石灰を水に溶解し、高濃度としたものを被
処理水に拡散混合するので、混合がきわめて容易であっ
て、急速に均一濃度（例えばＰＨ７前後）になる効果が
ある。このように消石灰によるＰＨ調整により、鉄管な
どの腐蝕を防止する効果がある。

また、溶解したカルシウムは、溶存燐などと結合して不
溶性となり沈澱するので、可溶性情が著しく減少し、富
栄養化を改善する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例のフロー図、第２図は同じく
間欠空気揚水装置の一部を切断（−た拡大正面図、第３
図は同じく平面図、第４図は同じく設置状態の図、第５
図は同じく他の実施例の設置状態の図である。 １・・・溶解槽　　２・・・消石灰　　３・・・給水管
４・・・ポンプ　　５・・・バルブ　　６・・・移送管
７・・・溶液タンク　　　　８・・・送水管９・・・間
欠空気揚水装置　１つ・・・吸水筒１１・・・ポンプ　
１２．１３．１４．１５・・・矢示１７・・・重錘　　
１８・・・揚水筒　　１９・・・覆板２０・・・空気室
　２１・・・内筒　　　２２・・・外筒２３・・・仕切
筒　２４．２５．２６・・・間隙部２７・・・頂板　　
２８・・・底板 ２９．３０．３１・・・連通孔　　　３２・・・浮室第
１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　消石灰を溶解させた水を間欠空気揚水装置による揚
   水に注入し、該揚水の拡散循環に伴って大量水のＰＨを
   調整することを特徴とした水質改善方法 ２　消石灰を溶解させた水を間欠空気揚水装置による揚
   水に注入し、該揚水の拡散循環に伴って処理水中にカル
   シウム燐化合物を生成すると共に、ＰＨを調整すること
   を特徴とした水質改善方法 ３　消石灰を入れた溶解槽の下部に水を注入し、溶解槽
   の上部から上澄水を注出し、この上澄水を揚水筒の吸水
   管に注入することを特徴とした水質改善方法 ４　間欠空気揚水装置による揚水噴出域内へ消石灰を配
   置し、前記揚水の流動時に、前記消石灰を溶解した水を
   、前記揚水の拡散に伴って大量水に混入することを特徴
   とした水質改善方法 ５　消石灰を入れる溶解槽の下部に、給水管の先端側を
   連結し、溶解槽の上部に送水管の基端側を連結し、前記
   送水管の先端側を間欠空気揚水装置の吸水筒に連結した
   ことを特徴とする水質改善装置 ６　揚水筒の下部に、空気室を設置した間欠空気揚水装
   置の揚水筒の上部であって、揚水拡散通路に消石灰を収
   容する通水性容器を設けたことを特徴とする水質改善装
   置