JPH06277697A - 水処理方法および装置 - Google Patents

水処理方法および装置

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JPH06277697A JP32738192A JP32738192A JPH06277697A JP H06277697 A JPH06277697 A JP H06277697A JP 32738192 A JP32738192 A JP 32738192A JP 32738192 A JP32738192 A JP 32738192A JP H06277697 A JPH06277697 A JP H06277697A
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崎 恵 一 塩
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Abstract

(57)【要約】 【目的】処理効率,浄化度を高める。 【構成】処理しようとする原水Wから青藻類その他の水
中浮遊物Sを比重により物理的に分離した後にまたは同
時に、原水Wに空気Aを供給して原水Wの溶存酸素を高
含有化し、溶存酸素が高含有化された原水Wを生物学的
濾過して窒素分を酸化分解した後、紫外線殺菌により原
水Wに残留している青藻類等の細胞その他の細菌等を死
滅させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水処理方法および装置
に関する。さらに詳しくは、自然湖沼(湖,沼,池,潟
等)や人工池(魚類養殖用池,魚類鑑賞用池等)の水に
発生した青藻類等を除去する浄化処理を行う水処理方法
の処理効率,浄化度に係る改良と、この水処理方法を実
施するに好適な水処理装置とに関する。
【0002】
【従来の技術】自然湖沼,人工池においては、水中の窒
素分が過剰になると藍藻,緑藻等からなる青藻類(青
粉)が発生する。水中の窒素分が過剰になる原因として
は、自然湖沼では汚水の流入等によること、人工池では
残餌や魚類の排泄物の腐敗分解によることが挙げられ
る。この青藻類の発生は、「水の華」とも称せられ金
魚,ウナギの養殖には好適なものであるが、発生が多量
になると魚類のエラを傷つけたり夜間に酸欠を引起こし
て魚類を弊死させたり青藻類自体を死滅させたりして、
悪臭の発生,亜硫酸系ガスの発生,水の混濁という自然
環境や養殖,鑑賞環境の悪化をもたらすことになる。
【0003】従来、青藻類を除去する浄化処理を行う水
処理方法としては、例えば、塩素等による化学的薬品処
理,フィルタによる単純な物理的濾過処理が知られてい
る。
【0004】このような従来の水処理方法では、処理対
象が極めて限定された水量である場合には有効である
が、残留塩素等の薬害やフィルタ交換の手間等の不具合
をクリアして大量の水を効率的に処理することができな
いという問題点を有している。さらに、それ自体が魚類
等の成育にも悪影響を及ぼす窒素分の処理がまったく行
われず、青藻類以外の水中浮遊物や細菌等の処理もほと
んど行われないため、処理水の浄化度が低いという問題
点を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の問題
点を考慮してなされたもので、処理効率,浄化度の高い
水処理方法と、この水処理方法を実施するに好適な水処
理装置とを提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明に係る水処理方法は、請求項1に記載のよう
に、処理しようとする原水から青藻類その他の水中浮遊
物を比重により物理的に分離した後にまたは同時に、原
水に空気を供給して原水の溶存酸素を高含有化し、溶存
酸素が高含有化された原水を生物学的濾過により窒素分
を酸化分解した後、紫外線殺菌により原水に残留してい
る青藻類等の細胞その他の細菌等を死滅させる手段を採
用する。
【0007】また請求項2に記載のように、原水に空気
を混合した溶存酸素含有化水を、さらに加圧噴射するこ
とによってさらに空気を混合させ、以て一層の溶存酸素
高含有化を行うようにする手段を採用する。
【0008】また、本発明に係る水処理装置は、請求項
3記載のように、処理しようとする原水から青藻類その
他の水中浮遊物を比重により物理的に分離する分離槽
と、分離槽の排出側に接続され分離槽を通過した原水に
空気を供給して原水の溶存酸素を高含有化して分離槽に
還流注入する酸素供給部と、分離槽の排出側に接続され
分離槽を通過した原水を生物学的濾過して窒素分を酸化
分解する生物学的濾過部と、生物学的濾過部の排出側に
接続され生物学的濾過部を通過した原水に残留している
青藻類等の細胞その他の細菌等を紫外線殺菌により死滅
させる紫外線殺菌部とを備えてなる手段を採用する。
【0009】さらにまた、本発明に係る水処理装置は、
請求項4記載のように、溶存酸素高含有化のために原水
に空気を混合する第1のポンプと、該第1ポンプを介し
て溶存酸素高含有化水を加圧噴射することによりさらに
空気を混合して一層の溶存酸素高含有化を行う第2のポ
ンプとを有する手段を採用する。
【0010】
【作用】前述の手段によると、請求項1では、青藻類等
の分離,原水の溶存酸素の高含有化,生物学的濾過,紫
外線殺菌という一連の処理が化学薬品を使用したり煩雑
に部材交換を必要とする機器を使用することなく行われ
ることから、原水の流れの中で連続的に処理を行うこと
ができる。さらに、原水の溶存酸素の高含有化によって
生物学的濾過のバクテリア活性を高めて窒素分の酸化分
解を有効に行わせ、紫外線殺菌の処理によって青藻類の
細胞その他の細菌類を確実に死滅させることになること
から、原水の青藻類以外の成分についても有効に処理が
行われることになる。このため、処理効率,浄化度の高
い水処理方法を提供するという課題が解決されることに
なる。
【0011】請求項2では処理水をさらに処理すること
によって一層高濃度の溶存酸素含有化を行うことがで
き、しかも繰り返す処理回数を増やすことで所望の高濃
度を得ることができる。
【0012】また、請求項3では、比重により青藻類等
の分離を行う分離槽と原水の溶存酸素の高含有化を行う
酸素供給部とを循環系で接続したことから、分離槽での
青藻類等の浮上分離を促進して分離槽の分離機能を向上
させることができるため、前述の水処理方法を実施する
に好適な水処理装置を提供するという課題が解決され
る。
【0013】また、請求項4では、単に送水ポンプを適
宜数直列に接続するという簡単な構成で請求項2の構成
から得られる効果と同様の効果を容易に得ることができ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明に係る水処理方法および装置の
実施例を図面に基いて説明する。
【0015】図1は、本発明に係る水処理方法の実施例
の処理工程を示すものである。
【0016】処理対象となる自然湖沼,人工池に貯留さ
れている原水Wは、まず、採取されて比重を利用して青
藻類その他の水中浮遊物Sが物理的に分離除去される。
この藻類その他の水中浮遊物(植物プランクトン,魚類
の未分解排泄物等)Sは、比重が軽く原水Wを一定の槽
体等に収容することで表面付近に集合してくるため、特
別な動力,機器等を使用することなく簡単に物理的に分
離される。なお、分離された青藻類その他の水中浮遊物
Sは、肥料等に改質利用することができる。
【0017】このような青藻類その他の水中浮遊物Sの
分離の際には、原水Wに空気Aを供給して、原水Wの溶
存酸素を高含有化する。この空気Aの供給は、青藻類そ
の他の水中浮遊物Sの分離と同時に行ってよくまた分離
後に行ってもよい。ただし、青藻類その他の水中浮遊物
Sの分離前では、青藻類その他の水中浮遊物Sによって
空気Aの原水Wへの溶解が阻害されるため、原水Wの溶
存酸素の高含有化が非効率的となる。
【0018】青藻類その他の水中浮遊物Sが除去され溶
存酸素が高含有化された原水Wは、生物学的濾過され
て、窒素分(N2 )が酸化分解される。原水W中の窒素
分(N2 )は、通常従属栄養細菌によってアンモニア
(NH3 ),アンモニウムイオン(NH4+)に分解され
ているが、前述の原水Wの溶存酸素の高含有化という好
気的雰囲気下で活性化された好気性バクテリアによる生
物学的濾過でさらに酸化分解される。即ち、アンモニア
(NH3 ),アンモニウムイオン(NH4+)は、ニトロ
ソモナスによって亜硝酸塩(NO2 )に酸化分解され
る。さらに、亜硝酸塩(NO2 )は、ニトロバクターに
よって硝酸塩(NO3-)に酸化分解される。なお、この
生物学的濾過では、好気性バクテリアを活着させる素材
として合成樹脂繊維等のフィルタ構造のものを使用する
ことにより、原水W中に残留している青藻類その他の水
中浮遊物Sを物理的,電気的に補足して濾過することも
できる。
【0019】生物学的濾過が行われた原水Wは、紫外線
殺菌され、原水W中に残留している青藻類等の細胞その
他の細菌等を死滅させられる。この紫外線殺菌用の紫外
線は、最も殺菌力が強いとされる2600オングストロ
ーム程度の波長が好ましい。なお、紫外線の殺菌力につ
いては、例えば、15ワットの殺菌灯を10cmの距離か
ら照射した場合、大腸菌,ビールスの死滅には数秒かか
り、各種の細菌の死滅には10数秒かかり、酵母,カビ
類の死滅には数10秒かかるとされていることから、こ
れ等を考慮して装置設計することになる。
【0020】紫外線殺菌された原水Wは最終的な処理水
W’となって、採取された自然湖沼,人工池に還流され
る。従って、自然湖沼,人工池から採取した原水Wをそ
れら湖沼へ還流するまでの処理工程において化学薬品を
全く使用しないため薬害等の2次汚染がなく、その対応
処置を採る必要もない。また煩雑な部材交換を要求され
る機器を使用しないため保守に手間がかかることもない
ことから、大量の原水Wを効率的に処理水W’に戻すこ
とができる。
【0021】自然湖沼,人工池に還流される処理水W’
は、青藻類その他の水中浮遊物Sが除去されて肉眼に清
澄な状態となっているため、自然湖沼,人工池の透明度
を高めることができる。さらに、青藻類その他の水中浮
遊物Sに加えて窒素分や細菌等も処理されるため、処理
水W’の浄化度が非常に高くなっている。特に、窒素分
が魚類等に害がなく植物プランクトン,水草等に吸収さ
れやすい硝酸塩となっているため、処理水W’が自然湖
沼,人工池の生物生息環境に好適で青藻類の再発生を防
止する水質に改質されている。また、処理水W’でも溶
存酸素の高含有化が保持されているため、自然湖沼,人
工池の魚類等を活性化させることができる。
【0022】さらに請求項2に記載したように、必要に
応じて処理水W’をさらに原水または処理水W’に加圧
噴射することによって溶存酸素を一層高含有化すること
もでき、また処理水W’を除金属濾過し、鉄,マンガ
ン,亜鉛等の有害金属を除去することで飲料用等にも利
用することができる。
【0023】図2は、本発明に係る水処理装置の実施例
の処理系統を示すものである。
【0024】自然湖沼,人工池Lからの原水Wの採取
は、水中型等の揚水ポンプ1によって行われている。
【0025】揚水ポンプ1によって採取された原水Wか
らの青藻類その他の水中浮遊物Sの物理的な分離除去
は、溢流式の分離槽2で行われている。この分離槽2
は、原水Wが収容される槽本体21の内部に揚水ポンプ
1から送水された原水Wの水勢を減衰する水勢減衰部2
2が設けられ、槽本体21の外部の上部に槽本体21か
らの溢流を収容する樋形の溢流受け23が設けられてな
る。この分離槽2では、槽本体21の内部において送水
された原水Wが水勢減衰部22により水勢を減衰される
ことで比重の軽い青藻類その他の水中浮遊物Sを表面付
近に集合させ、槽本体21の外部へ溢流する青藻類その
他の水中浮遊物Sを溢流受け23に分離収容するように
なっている。
【0026】分離槽2を通過した原水Wは、生物学的濾
過が行われる生物学的濾過部4へ送水されるが、その途
中で一部が酸素供給部3を通過して分離槽2へ還流され
るようになっている。
【0027】酸素供給部3は、原水Wに空気Aを供給し
て原水Wの溶存酸素を高含有化するもので、分離槽2の
排出側に接続された送水ポンプ31と、分離槽2に接続
し送水ポンプ31によって分離槽2を通過した原水Wの
一部が送水収容される加圧タンク32と、加圧タンク3
2に空気Aを供給するエアコンプレッサ33とからな
る。この酸素供給部3では、分離槽2との間で原水Wの
一部を循環することにより原水Wの溶存酸素を均等かつ
効率的に高含有化し、分離槽2に加圧注入される原水W
により比重の軽い青藻類その他の水中浮遊物Sを浮上さ
せて分離槽2の分離機能を向上させるようになっている
(特に、比較的比重の重い緑藻に有効である。)。
【0028】あるいは酸素供給部3は、分離槽2の排出
側に送水ポンプ31を複数直列に接続し、第1の送水ポ
ンプ31経由で溶存酸素を高含有化された水を、さらに
第2の送水ポンプ31’で溶存酸素高含有化し、こうし
て次々に溶存酸素高含有化した水を次の段階に送り込む
ようにすることもできる。こうすることで上述の加圧タ
ンク32と、加圧タンク32に空気Aを供給するエアコ
ンプレッサ33とを省略できる。
【0029】分離槽2を通過し酸素供給部3に分流しな
かった原水Wが送水される生物学的濾過部4は、好気性
バクテリアによる生物学的濾過が行われるもので、散水
部41と濾過本体部42とからなる。この生物学的濾過
部4は、散水部41で原水Wに空気Aを接触させて原水
Wの溶存酸素をさらに高含有化すると共に、濾過本体部
42に対して原水Wを均等に分散供給し、濾過本体部4
2で好気性バクテリアによって原水Wの窒素分を酸化分
解する。なお、好気性バクテリアを活着させる素材とし
ては、合成樹脂繊維,セラミックスボール,セラミック
スナジェット等がある。
【0030】生物学的濾過部4の排出側に接続され原水
Wを紫外線殺菌する紫外線殺菌部5は、殺菌灯51と該
殺菌灯51に一定の間隔を介在させて対面する殺菌槽5
2とからなる。この紫外線殺菌部5では、殺菌槽52に
収容した原水Wを一定時間殺菌灯51で殺菌して殺菌槽
52から排出するようにしている。なお、防水された殺
菌灯51の外部に筒形の殺菌槽52を設けて、原水Wを
高水勢のまま短時間で殺菌するような構造とすることも
できる。
【0031】なお、この実施例では、処理水W’に対し
てさらに空気Aを供給して溶存酸素を高含有化する混合
部6や処理水W’を除金属濾過して飲料用等に利用する
除金属濾過部7,給水栓8が紫外線殺菌部5の排出側に
接続されている。また、処理水W’を自然湖沼,人工池
Lに還流させるための加圧ポンプ9が紫外線殺菌部5等
に接続されている。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明に係る水処理方法
は、一連の処理が化学薬品を使用したり煩雑に部材交換
を必要とする機器を使用することなく行われることか
ら、原水の流れの中で連続的に処理できるため、大量の
原水の効率的な処理が可能になるという効果がある。
【0033】さらに、本発明に係る水処理方法は、生物
学的濾過,紫外線殺菌によって原水の青藻類以外の成分
についても有効に処理できるため、処理水の浄化度が高
くなる効果がある。
【0034】さらに、本発明に係る水処理方法は、処理
水の溶存酸素が高含有化されているため、処理水を還流
させた自然湖沼,人工池等に生息する魚類等を活性化さ
せることができる効果がある。
【0035】さらに、本発明に係る水処理装置は、前述
の水処理方法の効果を有効に奏させることに加えて、比
重により青藻類等の分離を行う分離槽と原水の溶存酸素
の高含有化を行う酸素供給部とを循環系で接続し分離槽
の分離機能を向上させたため、設備コスト,運転コスト
が低減される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る水処理方法の実施例を示す処理工
程図である。
【図2】本発明に係る水処理装置の実施例を示す処理系
統図である。
【図3】本発明に係る水処理装置の他の実施例を示す処
理系統図である。
【符号の説明】
2 分離槽 3 酸素供給部 4 生物学的濾過部 5 紫外線殺菌部 A 空気 W 原水 W’ 処理水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 3/22 Z (72)発明者 大 坂 義 一 新潟県新潟市入船町通1丁目3653番地 株 式会社大坂屋バルブ商会内 (72)発明者 熊 倉 敏 雄 新潟県新潟市入船町通1丁目3653番地 株 式会社大坂屋バルブ商会内 (72)発明者 谷 沢 幸 俊 新潟県新潟市入船町通1丁目3653番地 株 式会社大坂屋バルブ商会内 (72)発明者 神 野 学 福島県福島市渡利字渡利町9番5 有限会 社 カミノ商事 内 (72)発明者 塩 崎 恵 一 東京都豊島区東池袋4−27−14 リーダー スサンシャイン南901 株式会社応用科学 研究会内 (72)発明者 稲 垣 恭 次 東京都豊島区東池袋4−27−14 リーダー スサンシャイン南901 株式会社応用科学 研究会内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理しようとする原水から青藻類その他
    の水中浮遊物を比重により物理的に分離した後、または
    同時に、加圧水を噴射して空気を乱流攪拌混合し以て原
    水の溶存酸素を高含有化し、該溶存酸素高含有化した原
    水を生物学的濾過により窒素分を酸化分解した後、紫外
    線殺菌により原水に残留している青藻類等の細胞その他
    の細菌等を死滅させる水処理方法。
  2. 【請求項2】 原水に空気を混合した溶存酸素含有化水
    を、さらに加圧噴射することによって、さらに空気を混
    合させ、以て一層の溶存酸素高含有化を行う請求項1の
    水処理方法。
  3. 【請求項3】 処理しようとする原水から青藻類その他
    の水中浮遊物を比重により物理的に分離する分離槽と、
    分離槽の排出側に接続され分離槽を通過した原水を加圧
    噴射して空気を乱流攪拌混合することによって原水の溶
    存酸素を高含有化して分離槽に還流注入する酸素供給部
    と、分離槽の排出側に接続され分離槽を通過した原水を
    生物学的濾過により窒素分を酸化分解する生物学的濾過
    部と、生物学的濾過部の排出側に接続され生物学的濾過
    部を通過した原水に残留している青藻類等の細胞その他
    の細菌等を紫外線殺菌により死滅させる紫外線殺菌部と
    を備えてなる水処理装置。
  4. 【請求項4】 溶存酸素高含有化のために原水に空気を
    混合する第1のポンプと、該第1ポンプを介して溶存酸
    素高含有化水を加圧噴射することによりさらに空気を混
    合して一層の溶存酸素高含有化を行う第2のポンプとを
    有する請求項3の水処理装置。
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