JPH0751237B2

JPH0751237B2 - 連続水域における部分浄水方法

Info

Publication number: JPH0751237B2
Application number: JP15233587A
Authority: JP
Inventors: 貞男小島
Original assignee: 海洋工業株式会社
Priority date: 1987-06-18
Filing date: 1987-06-18
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: US4879046A; JPS63315195A; CN1015891B; CN1030738A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は揚水の拡散循環により淨水する方法におい
て、非処理水が大容量ダム、河川又港湾などのような連
続水域の場合にその一部分を仕切り、その内側を淨水す
る淨水方法に関するものである。

（従来の技術）従来、間欠空気揚水筒を用いてダム、湖、沼等の水を循
環流動させ、溶存酸素量を増大し、微生物の繁殖を促
し、その他の作用と相俟って淨水する淨水装置（実開昭
61-200200号）は、広く知られていた。

前記装置は効率よく大容量水の淨水の目的を達成し、設
備が簡易・低廉であり、かつランニングコストの低廉な
こと、および淨水に伴う二次公害が発生するおそれがな
いなどの優れた点が認められ、全国各地に設置されて、
夫々所期の目的を達成している。

（発明により解決すべき課題）前記間欠空気揚水装置は条件によるが、例えば100万ト
ンの水に対して１基（例えば揚水筒の直径50cm、長さ10
m）で十分目的を達成できることが認められていた。然
し乍ら、前記能力があったとしても水量が１億トンの場
合には100基の揚水筒を必要とし、管理等の煩雑性の改
善が要請されていた。そこで出願人は、特大の大型揚水
筒（例えば直径80cmの揚水筒を複数本束にして用いる）
を案出し、１億トンの水量でも20基以下の揚水筒で十分
目的を達成し得る大型揚水筒を完成した。然るに緩徐に
流動する河川、魚介類の養殖に用いる港湾、大容量ダム
などの連続水域においては、50億トン又は100億トンの
淨水能力を求められるようになり、従来の揚水筒では解
決できない問題点があった。

（課題を解決する為の手段）然るにこの発明は、連続水域であっても、一度に淨水の
必要がないことに鑑み、連続水域の一部を隔離し、該隔
離水域の浄化について研究の結果、隔離した一部水域を
独立したダム等と同様に淨水し得ることが判明し、この
発明を完成したのである。尤も従来においても、シート
パイルその他の堰堤によって分割し、或いは分水池に導
いた水のみを浄化する思想もあったが、厖大な工事費を
必要とし、或いは堰堤により仕切り不可能な水深（例え
ば50m以上）の場合などもあって実用化に到らなかっ
た。

然し乍ら大容量ダムの一部又は港湾などを流水隔離手段
によって仕切り、当該仕切り内の水を間欠空気揚水筒に
よる淨水方法により浄化処理することにより前記問題点
を解決したのである。

前記における流水隔離手段は、仕切るべき水域に沿っ
て、水又は空気を吹出して、垂直流動水層を生成させ、
又は揚水筒の先端部に揚水拡散案内板を設け、或いは揚
水筒の拡散水流により流動制御を行うこととしたもので
ある。

前記における垂直流動水層は上方より下方へ、又は下方
より上方へ水の流動域を生成することであり、揚水拡散
案内板は、揚水筒の上部に設けた揚水案内板として構成
した。

即ちこの発明は大容量水域の一部を所定の水深に亘り流
水隔離手段によって仕切り、該仕切り水域内へ当該水量
に対応する容量の間欠空気揚水装置を設置して、これに
より仕切り水域内の水を上下対流させ、前記仕切り水流
により、前記上下対流水の方向変換を行ってこれを循環
流動させることにより、仕切り水域内の溶存酸素量を増
大させて淨水することを特徴とした連続水域における部
分淨水方法である。

この発明は、例えば第11図のようにして実施される。即
ちダム１の取水堰２側へ所定の間隔を保って上部水管６
と下部水管８を敷設して仕切り、水域Ａとする。

前期水域Ａ内へ揚水筒を設置し、筒体28へ空気弾42を送
り込むと、空気弾42は浮力により矢印43のように上昇
し、これに伴って水底側の水を同方向へ上昇させるの
で、筒体28の上端から上昇水が噴出し、矢印56、56のよ
うに拡散し、一方は取水堰２により矢印57のように反転
し、他方は仕切水槽４により矢印57のように反転（方向
変換）し、矢印58、59のように循環する。そこで水面付
近の飽和溶存酸素を水底側へ導き淨水する。

前期のように仕切水槽４は、循環水の反転用であって、
反転できる程度の水深を保てばよいことになる。

（作用）この発明は連続水域の一部を水流によって仕切り、前記
の一部の水域内で淨水するようにしたので、一億トン以
上の大量水であっても、少量水（例えば5000万トン以
下）の浄化と同様に淨水することができた。然して魚類
の回遊、船舶の航行には支障がない。またダムなどにお
いては、取水側を淨水することにより放水に伴って未淨
化水が水域内へ自動流入できる。

（実施例１）この発明の実施例を第１図乃至第３図の実施例について
説明する。

第３図に示すダム１の取水堰２に近接して揚水筒３、3
a、3bを配置し、その外側（取水堰と反対側）に仕切水
層４を設ける。前記仕切水層４を形成する為に、スリッ
ト５を有する上部水管６の下方へ吸入溝７を有する下部
水管８を平行に設置する。例えば上部水管６は浮子９に
より吊下すると共に、下部水管８を連結杆10と循環水管
11で連結し、かつ下部水管８へ索条12で重錘13を吊下す
ることにより、上部水管６は水面15の下方50cm〜2mに保
ち（水深に限定はない）、下部水管８は水面15の下方5m
〜10mに保つことにしてある。図中14はポンプである。
前記上部水管６と下部水管８の水深は、揚水筒３、3a、
3bから拡散する循環水の水深に応じて定める。

前記実施例においてポンプ14を始動すると（第１図）、
水は矢示16のように循環水管11を介して流動し、上部水
管６に到り、矢示16aのように流動してスリット５から
矢示17のように下方へ吹き出され、ついで下部水管８の
吸入溝７から吸入され、矢示18aのように流動し、水管1
1を経て、矢示18のようにポンプ14に吸入される。従っ
て上下部水管６、８間には、第２図に示すような水層４
が生成される。このようにすれば第３図中、揚水筒３か
らの拡散水は第２図中矢示19、20、21のように水層４に
沿って方向変換することになり、仕切水層４と取水堰２
との間の水を有効に浄化することができる。

前記における各揚水筒３、3a、3bの拡散水は、仕切水層
４にさえぎられて反転する為に、仕切水層４と取水堰２
との間の水域Ａの淨水をすることになる。この場合に、
取水堰２から放水すれば、放水量に見合う水量が仕切水
層４を通過して水域Ａに入るけれども、水域Ａの水量
（例えば5000万トン）が放水量（例えば１日200万ト
ン）に比べて十分小さい場合には、流入水は比較的速か
に浄化されることになり、放水時には所定の浄水とな
る。

次に前記揚水筒の一例を第４図について説明する。

この実施例では単一揚水筒について説明するが、複合揚
水筒（単一揚水筒を複数本結束して大容量揚水を可能と
したもの）であっても、この発明の揚水筒に用いること
ができることは勿論である。

即ち筒体28の下側部に、空気室29を嵌装固定する。空気
室29は外筒30、仕切筒31と内筒32とが、所定間隔を保ち
同心円状にセットされている。図中46は浮子、47は重錘
である。そこで外筒30の上部に連結した送気ホース33か
ら、加圧空気を矢示34のように圧入すると、空気室内の
水位は送気量に応じて矢示35のように下降し、水位が内
筒32の下側壁に設けた連通孔36に達すると、空気室29内
の空気は連通孔37、36、38を経て矢示39、40、41のよう
に筒体28内へ一気に押し出され、筒体28内で空気弾42と
なり、浮力により矢示43のように上昇するので、これに
伴って筒体28の下方から水が矢示44のように吸い上げら
れ、筒体28の上端から吹き上げられて、揚水の目的を達
成することができる。一方、空気室29内の空気が押し出
されると、外筒30と仕切筒31との下端間隙から矢示45の
ように水が流入し、空気室29内を満すので、空気がたま
る前の状態にかえり、加圧空気の流入に伴って逐次蓄積
される。従って筒体28内には、前記サイフォン作用の結
果、所定の間隔をおいて空気が押し出され、筒体28内を
空気弾が上昇することになる。

（実施例２）次に気泡を用いて仕切水流を発生させた実施例を第５図
および第６図について説明する。

水底又は所定水深（例えば水深25mの位置）の位置に送
気管45をほぼ水平に設置する。この送気管45は例えば浮
子46と索条47で吊下すると共に、索条48と重錘49で水底
50に安定させてある。前記送気管45の直上の水面付近に
は、垂直案内板51をもった浮子46（前記送気管の浮子と
兼用）が設けてある。従って前記送気管45の上面から加
圧空気を吹き出すと、気泡52が矢示53のように上昇する
ので、この気泡による連行水が仕切水流を形成すること
になる。前記気泡による連行水は案内板51により必然的
に矢示54の方向へ移動することになる。

次に第６図は、前記第５図の案内板51に代えて、浮子46
の下面に案内板55を斜設したものである。従って気泡に
よる連行水は矢示53のように上昇し、矢示54の方向へ移
動して仕切水流を形成する。

（実施例３）次に第７図、第８図、第９図の実施例は、前記筒体28の
上端に半円形の拡散案内板22、22a、22bを設置した揚水
筒3c、3d、3eを並べたものである。前記拡散案内板22、
22a、22bによれば、筒体28の揚水は矢示23のように上昇
して矢示24のように吹き出され、横方向へ拡散するの
で、筒体28から鎖線矢示25のように拡散するものは極め
て少なくなる。また隣接揚水筒３、3a、3bの揚水は、第
９図中矢示26、26a、26bのように拡散しても、前記矢示
24、24a、24bのように拡散した水にさえぎられて流動方
向を代えるので、第３図中ほぼ水域Ａ内に止まり、水域
Ｂへ浸入する量は著しく少なくなるので、実質的に水域
Ｂ内の淨水とみることができる。

（実施例４）次に第10図の実施例は、揚水案内板を用いない揚水筒3
f、3g、3hを並列設置して最外側揚水筒列を形成させ
る。この最外側揚水筒の揚水は広水域Ｂ部にまで拡散す
るけれども、その反面、狭水域Ａの内側へも矢示27、27
a、27bのように拡散するので、揚水筒３、3a、3bの拡散
水、矢示19、19a、19bとぶつかり、揚水筒３、3a、3bの
拡散水の流水を水域Ａ内に止めることになり、結局水域
Ａ内とその付近の淨水ができることになる。

（発明の効果）この発明によれば、大量水域を水流で区分するので、少
量水域の淨水と同一方法で、大量水域からの放流水を十
分浄化することができる。

従って従来の方法によれば、厖大な揚水筒群を必要とす
るような大量水域又は連続水域でも合理的に比較的少基
数の揚水筒で目的を達成し得る効果がある。また水流に
よる仕切りであるから、魚類の回遊又は船舶の航行に支
障を生じるおそれはなく、ダム等においては放水に伴っ
て未処理水が自動流入して淨化されるなどの諸効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の使用する水層生成装置の一部正面
図、第２図は同じく一部断面拡大図、第３図は同じく大
量水域の例示平面図、第４図は同じく一部断面した揚水
筒の拡大正面図、第５図は同じく気泡による上昇流生成
手段の実施図、第６図は同じく泡受装置を変えた他の実
施図、第７図は同じく拡散案内板を設けた揚水筒の一部
拡大図、第８図は同じく拡大平面図、第９図は同じく配
置平面図、第10図は同じく外側揚水筒による制御方法を
示す揚水筒の配置平面図、第11図は循環流動の説明図で
ある。１……ダム、２……取水堰３……揚水筒、４……仕切水層５……スリット、６……上部水管７……吸入溝、８……下部水管 11……水管、14……ポンプ 15……水面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大容量水域の一部を所定の水深に亘り流水
隔離手段によって仕切り、該仕切り水域内へ当該水量に
対応する容量の間欠空気揚水装置を設置して、これによ
り仕切り水域内の水を上下対流させ、前記仕切り水流に
より、前記上下対流水の方向変換を行ってこれを循環流
動させることにより、仕切り水域内の溶存酸素量を増大
させて淨水することを特徴とした連続水域における部分
淨水方法
【請求項２】流水隔離手段は、仕切水域に沿って垂直流
動水層を生成させ、又は揚水筒の揚水拡散制御板を設
け、或いは揚水筒の拡散水流により流動制御することと
した特許請求の範囲第１項記載の連続水域における部分
淨水方法
【請求項３】垂直流動水層は上方より下方へ、又は下方
より上方へ吹出水、又は吹出空気を動力源として水の流
動域を生成することとした特許請求の範囲第２項記載の
連続水域における部分淨水方法
【請求項４】揚水拡散制御板は、揚水筒の上部に設けた
揚水案内板とした特許請求の範囲第２項記載の連続水域
における部分淨水方法