JPH04354594A - 水質浄化装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダムなどの水質を浄化
すべく浄化水循環手段を備えた浄化構造物本体を水面下
に保持し、その周辺部に接触濾材などを備える生物膜槽
ユニットを設けた水質浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、湖沼、池などの富栄養化による水
質汚濁の問題点を解消するために、工場排水や生活廃水
などの多くは、活性汚泥法を中心とする生物学的処理法
によってなされている。また、小形の池の水の多くは、
各種の濾過と殺菌法の併用によって浄化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、中小規模の池
とか、大容量且つ中程度の汚れ（ＢＯＤ５０ＰＰｍ以下
）の水の浄化には生物膜濾過による浄化が適しているこ
とが判明しているが、接触時間を長くとる必要があるた
め、大容量の生物膜槽が不可欠となり、その維持管理が
コスト技術面で困難なため実用になっていない。また、
富栄養化の重要な原因であるチッ素、リンの除去は活性
汚泥法では、比増殖速度の小さい硝化殺菌や脱窒細菌は
流されるため除去できないものであった。

【０００４】したがって、大型生物膜は、これらの微生
物に最適な環境を与えることができるため、チッ素、リ
ンの高い除去率（７０％以上）が可能になるメリットが
ある。また、大型の生物膜環境では、微生物の共生によ
り温度を含む環境変動に強いのが特徴であり、長い食物
連鎖が維持されるため汚泥量き僅少である（ＢＯＤ０〜
１０％）。

【０００５】池の大小、汚濁負荷、その他の条件によっ
て、浄化に必要なばっ気量、透過水量、速度は一律では
ないが、汚水の程度に応じて随時運転を調整することが
可能であり、エネルギーコストの削減に役立つ。また、
水位変動に対応できるフロート方式である。

【０００６】従来の方式による池内各所により水を吸引
する方式には、使用ポンプの揚水量が２ｍ３　／分であ
れば問題はないが、１０万ｍ３　以上の池の場合、揚水
量１０ｍ３　／分の環境を強いられ、ゴミなどのつまり
が発生した場合、装置の破損を招くおそれがあって利用
できない。水の流入出を逆にすることで、閉塞による危
惧なく大型の装置が設計できるメリットがある。同時に
複数の吐出口をより遠方に設置できるだけでなく吐出口
からの上昇流が池内各所に設計できるため水の上下の攪
拌をすることになる。

【０００７】本発明は、前記した従来技術の課題を解決
することを目的としたもので、大型生物膜を池などに浮
かべる独自の装置を用いて比較的少ない電気エネルギー
によって、独自バクテリアの併用が少ない汚泥発生、処
理の長期化の解消などメンテナンスコストの減少並びに
大容量池などの効率良好な浄水化を可能とする水質浄化
装置の提供にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明に係る水質浄化装置の手段は、フロート手段
により水面下に保持される浄化構造物本体と、該浄化構
造物本体の周辺部に設け、且つ通水性を有する網籠など
の外槽内に多表面積の接触材などからなる濾材構成の生
物膜が所定容量封入された生物膜槽ユニットと、前記浄
化構造物本体に備え且つ生物膜槽ユニットを介して浄化
した水を池などへ戻す浄化水循環手段と、該浄化水循環
手段の循環ポンプに連結された浄化水の吐出部とで構成
されていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】前記構成による水質浄化装置は、浄化すべき水
を有する大型の池などに、フロート手段により浄化構造
物本体及びこれに設けた生物膜槽ユニットを水面下に浮
かべて、ばっ気ジェッターなどの送風機などを備える浄
化水循環手段によって前記生物膜槽ユニットを一定速度
で通過する水は、その通過の際、水に浮遊する有機物質
、溶解した栄養塩類などは生物膜上に生息する生物膜（
細菌、藻類、原生動物、輪虫類などの微生物）によって
消化吸収され、同時に生物膜を構成する多表面積の接触
材により汚水の生物処理もなされてから、浄化された水
は循環ポンプにより配管などを介して吐出部に送られそ
のまま池内に吐出され、池内の水は随時循環浄化される
。

【００１０】

【実施例】以下、図面によって本発明の実施態様の一例
についてい説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例に係る水質浄化装
置の使用例を示す正面図、図２は同水質浄化装置の平面
図、図３は強制送水手段によるブロー吐出状態を示す説
明図である。

【００１２】図示するようにこの水質浄化装置Ａは、大
型のダムや池１の略中央に配置される浄化構造物本体２
と、該浄化構造物本体２の周辺部に設けた生物膜槽ユニ
ット３と、前記浄化構造物本体２に備えた浄化水循環手
段４と、浄化構造物本体２に設けた送風機などからなる
強制送水手段５と、で主に構成されている。

【００１３】浄化構造物本体２は、図１に示すようにプ
ラットホーム６に設けた所定面積を有する底板７とこの
底板７上に備える枠体８とより構成し、この浄化構造物
本体２には上部に単体構成又は複数の浮殻体からなるフ
ロート手段９が設けられていて、池１に配置したとき水
面下に浮遊した状態で保持される。また、前記プラット
ホーム６は約３．９ｍ×３．９ｍ＝１５．２１ｍ２　（
約４帖半）の面積を有し、常時池１の水面下に保持され
るようアンカー１０により係留されている。なお、プラ
ットホームの大きさはこの例に限定されるものではない
。

【００１４】次に生物膜槽ユニット３は、外槽１１と、
これに内装した生物膜１２とにより構成し、外槽１１は
格子状のガラス繊維素材により網籠構成とし、全体を矩
形に形成するとともに中央部に前記浄化構造物本体２が
収まるスペースの空胴部が設けてあって、この空胴部に
プラットホーム６の枠体８が対応し該枠体８へ取付けら
れている。この生物膜槽ユニット３により浄化された水
が浄化構造物本体２内に流入される構成とし水の自由な
出入りが可能であるとともに、汚泥の自然落下による除
去を容易とする。また、浄化用の濾材を構成する生物膜
１２は多表面積の接触材バイオス（商品名）に吸引性の
高い繊維を付けて吸着性良好とし、この繊維に有用細菌
を添加することによって、より効率的な生物膜浄化を可
能としているのが特性である。（固有細菌の代表である
ＢＳＫ菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　Ｓｕｌｔｉｌｉｓ　Ｋｕ
ｂｏｔａ）の分解酵素による澱粉、蛋白質の分解促進、
硝化脱窒の促進などの機能が生物膜の維持に大きなメリ
ットとなっている。）この生物膜１２は前記外槽１１内
へ一定容量封入される。また、この生物膜１２を構成す
る接触濾材は、外槽１１内で独立し且つ比重が水の１よ
り若干小さいため浮力があり、下部より後記する送風機
、ばっ気ジェッターによって酸素の供給とともに、図１
に示す強制水流に伴う濾材の内部においての上下方向の
循環により汚泥による閉塞と嫌気化が予防される。さら
にこの生物膜１２には各種細菌、藻類、原生動物、ＢＳ
Ｋ菌なども付きやすい。

【００１５】次に、浄化構造物本体２に設けた浄化水循
環手段４は、浄化構造物本体２におけるプラットホーム
６の底板７上に設けた池１の水を吸入する吸水部１３を
備え且つ電源ケーブル１４を連結した浄化水循環ポンプ
１５と、浄化水を池１へ送る複数本の圧送管１６とより
構成し、この圧送管１６は一端を浄化水循環ポンプ１５
へ、他端側は池１の底部に位置するよう複数本配置され
るが、それぞれがなるべく離れた位置に設けられること
が好ましく、その理由として池全域の水の循環による浄
化が行なえるとともに、夏期には池の水の攪拌による池
水面の生産性の低下に役立つ。また、この圧送管１６の
先端には吐出部１７が設けてあって、圧送された浄化水
を池へ吐出させる。

【００１６】次に浄化構造物本体２に設けた送風機など
からなる強制送水手段５は、図３に示すように前記プラ
ットホーム６に底板７に設けた送風機機能を備えるばっ
気ジェッター１８と、このばっ気ジェッター１８に接続
した空気導入管１９とより構成し、ばっ気ジェッター１
８に設けたブロー吐出口２０は、生物膜槽ユニット３の
外槽１１の下部に位置させて、稼動時、吐出ブローによ
って生物膜１２に酸素を供給し、同時に強制水流の発生
と水攪拌とを行なう。

【００１７】上述のように構成された水質浄化装置の作
用を説明すると、浄化水循環手段４と強制送水手段５を
駆動させて池１内の水を生物膜槽ユニット３へ送ること
によって、水は、強制送水手段５のばっ気ジェッター１
８のブロー吐出に伴うばっ気、攪拌及び生物膜槽ユニッ
ト３内の生物膜１２の汚水浄化作用により浄化されなが
ら浄化水循環手段４より浄化構造物本体２側に吸引され
、そのまま複数の圧送管１６へ送られて吐出部１７より
池全体に戻し、この循環、浄化、ばっ気、攪拌によって
効率的な浄化を得る。そのとき生物膜槽ユニット３にお
ける外槽１１内の生物膜接触材は、９６％の空隙率を保
つことのできる多面体構造であるため、浄化構造物本体
２の循環ポンプ１５による水の吸引にもほとんど負荷を
与えることはない。したがって、大容量の水の生物膜槽
ユニット３内の透過を容易とする。

【００１８】次に本発明の他の実施例を図４乃至図８に
基づいて説明する。

【００１９】図４は他実施例に係る水質浄化装置の使用
例を示す正面図、図５は同水質浄化装置の平面図、図６
は水の循環と浄化を示す説明図、図７は生物膜槽ユニッ
トの斜視図、図８は同生物膜槽ユニットによる浄化を示
す説明図である。

【００２０】図示するようにこの水質浄化装置Ａ´は、
ダムや池１´の略中央に配置される浄化構造物本体２´
と、前記浄化構造物本体２´の周辺部に設けた複数の生
物膜槽ユニット３´と、前記浄化構造物本体２´に備え
た浄化水循環手段４´と、主に構成されている。

【００２１】浄化構造物本体２´は、図４に示すように
プラットホーム６´に設けた所定面積を有する底板７´
とこの底板７´上に備える枠体８´とより構成し、この
浄化構造物本体２´には上部に複数の浮殻体からなるフ
ロート手段９´が設けられていて、池１´に配置したと
き水面下に浮遊した状態で保持される。また、前記プラ
ットホーム６は約３．９ｍ×３．９ｍ＝１５．２１ｍ２
　（約４帖半）の面積を有し、常時池１´の水面下に保
持されるようアンカー１０´により係留されている。な
お、プラットホームの大きさはこの例に限定されるもの
ではない。

【００２２】次に生物膜槽ユニット３´は、外槽１１´
と、これに内装した生物膜１２´とより構成し、外槽１
１´は鉄筋にかわる新素材として使用されているネフマ
ック（商品名：コンクリート補強用複合材料）を水中で
籠状に組合わせて、大容量の生物膜用ピットを構築した
もので、ガラス繊維や炭素繊維、アラシド繊維などを樹
脂に含浸させて一体成形されているため、計量で強く、
錆びることもなく水中においての長期（３０年以上）使
用に適して視覚的にも水中での構造物として違和感が少
ない。この外槽１１´は図５に示すように浄化構造物本
体２´を囲むように４つの単体のものを組合わせて平面
矩形に形成し、中央部に前記浄化構造物本体２´が収ま
るスペースの空胴部が設けてあって、この空胴部にプラ
ットホーム６´の枠体８´が対応し該枠体８´へ取付け
られている。この生物膜槽ユニット３´により浄化され
た水が浄化構造物本体２´内に流入される構成とし水の
自由な出入りが可能であるとともに、汚泥の自然落下に
よる除去を容易とする。また、浄化用の濾材を構成する
生物膜１２は多表面積の接触材バイオス（商品名）に吸
引性の高い繊維を付けて吸着性を良好とし、この繊維に
有用繊維を添加することによって、より効率的な生物膜
浄化を可能としているのが特性である。（固有細菌の代
表であるＢＳＫ菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　Ｓｕｌｔｉｌｉ
ｓ　Ｋｕｂｏｔａ）分解酵素による澱粉、蛋白質の分解
促進、硝化脱窒の促進などの機能が生物膜の維持に大き
なメリットとなっている。）この生物膜１２´は前記外
槽１１´内へ一定容量封入される。また、この生物膜１
２´を構成する接触濾材は、外槽１１´内で浮かして使
用するが、外槽１１´には発泡スチロールなどのフロー
ト９´を内装して浮力調整を行ない、生物膜槽ユニット
３´を池１´の水面下へ容易に設置できる構成としてあ
る。

【００２３】さらにこの生物膜１２´には各種細菌、藻
類、原生動物、ＢＳＫ菌なども付きやすい。

【００２４】次に浄化構造物本体２´に設けた浄化水循
環手段４は、浄化構造物本体２´におけるプラットホー
ム６´の底板７上の設けた浄化水を吸入する吸水部１３
´を備え且つ電源ケーブル１４´を連結した浄化水循環
ポンプ１５´と、浄化水を池１´へ送る複数本の圧送管
１６´とより構成し、この圧送管１６´は一端を浄化水
循環ポンプ１５´へ他端側は池１´の底部に位置するよ
うに複数本配置されるが、それぞれがなるべく離れた位
置に設けられることが好ましく、その理由として池全域
の水の循環による浄化が行なえるとともに、夏期には池
の水の攪拌による池水面の生産性の低下に役立つ。また
、この圧送管１６´の先端には吐出部１７´が設けてあ
って、圧送された浄化水を池へ流出させる。

【００２５】上述のように構成された他実施例の水質浄
化装置の作用を説明すると、浄化水循環手段４´を駆動
させて池１´内の水を生物膜槽ユニット３´へ送ること
によって、水は、生物膜槽ユニット３´内の生物膜１２
´の汚水浄化作用により浄化されながら浄化水循環手段
４´より浄化構造物本体２´側に吸引され、そのまま複
数の圧送管１６´へ送られて吐出部１７´より池全体に
戻し、この循環、浄化を繰返し行なって効率的な浄化を
得る。

【００２６】なお、この実施例においては浄化水循環手
段４´のみで池１´の水を循環を行なう例を示したが、
この実施例に前記実施例で使用された強制送水手段を組
合わせて生物膜槽ユニット３´の下方などよりばっ気を
行なうことにより、生物膜に酸素補給と、下面からの強
制水流を発生させて生物膜槽ユニット３´内の生物膜１
２´の内部での上下方向の循環を起こさせてより確実な
浄化を可能とすることもあるし、さらに、浄化水循環手
段４´を使用しないで強制送水手段のみを使用して、ブ
ロー吐出により酸素の補給と、強制水流の発生と水の攪
拌とを行なって池水の循環、浄化を行なう場合もある。

【００２７】

【発明の効果】本発明は前記のようにフロート手段によ
り水面下に保持される浄化構造物本体と、該浄化構造物
本体の周辺部に設け、且つ通水性を有する網籠などの外
槽内に多表面積の接触材などからなる濾材構成の生物膜
が所定容量封入された生物膜槽ユニットと、前記浄化構
造物本体に備え且つ生物膜槽ユニットを介して浄化した
水の循環手段と、該浄化水循環手段の循環ポンプに連結
された浄化水の吐出部とで構成された水質浄化装置に係
るものであるから、これを大型の池などに設置し管理す
ることで従来コスト的に不可能であった大型池などの水
質浄化を低コストで可能とする効果を有し、また、池内
での移動とか他の池への移設も容易に行なうことができ
るとともに、廃棄することなく長期間に亘って使用する
ことができる。

【００２８】また、大型の生物膜を池などに浮かべるこ
とのできる独自の構成により比較的少ない電気エネルギ
ーによって独自のバクテリアなどの併用を可能として、
少ない汚泥発生や処理の迅速化などを可能としてメンテ
ナンスコストが少なく、そのために大容量の池の水浄化
を効率よく行なうことができる。

【００２９】請求項２記載の浄化循環手段とばっ気ジェ
ッターなどの強制送水手段とを組合わせることにより、
生物膜槽ユニットの下方よりばっ気を行ない生物膜槽ユ
ニットの部分に酸素補給と強制水流を発生し、さらにブ
ローにより水が攪拌され、同時に外槽１に設けた生物膜
の上下方向の循環を行なうことで、生物膜槽ユニットの
外周部の水が上部、周辺、下面などより確実に通って補
給されるので、水の浮遊する有機物質、溶解した栄養塩
類などは生物膜上の生息する生物膜によって消化吸収さ
れ、同時に水の生物処理が行なわれる。また、一定量浮
かして使用する接触材を内包し生物膜濾過による浄化法
と簡便な浮力調整との組合わせによって、大型生物膜ピ
ットを池内水面下に容易に設置できて、水の流通を何れ
の面からも自在に行なえて格別な配水管などの付帯設備
を簡略化できる実施上の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水質浄化装置の一実施例を示す使
用状態の正面図である。

【図２】前記実施例における装置の平面図である。

【図３】前記実施例の強制送水手段によるブローのと使
用状態示す説明図である。

【図４】本発明に係る水質浄化装置の他の実施例を示す
使用状態の正面図である。

【図５】前記他実施例における装置の平面図である。

【図６】同実施例における水の循環と浄化とを示す説明
図である。

【図７】同他実施例における生物膜槽ユニットの斜視図
である。

【図８】同生物膜槽ユニットによる浄化を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１　　池 ２　　浄化構造物本体 ３　　生物膜槽ユニット ４　　浄化水循環手段 ５　　強制送水手段 ９　　フロート手段 １１　　外槽 １２　　生物膜 １５　　浄化水循環ポンプ １７　　吐出部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　フロート手段により水面下に保持され
   る浄化構造物本体と、該浄化構造物本体の周辺部に設け
   、且つ通水性を有する網籠などの外槽内に多表面積の接
   触材などからなる濾材構成の生物膜が所定容量封入され
   た生物膜槽ユニットと、前記浄化構造物本体に備え且つ
   生物膜槽ユニットを介して浄化した水の循環手段と、該
   浄化水循環手段の循環ポンプに連結された浄化水の吐出
   部とで構成されていることを特徴とする水質浄化装置。
2. 【請求項２】　　浄化水循環手段と酸素補給、水流発生
   、攪拌を可能とするばっ気ジェッターなどの強制送水手
   段とを組合わせたことを特徴とする請求項１記載の水質
   浄化装置。