JPH091185A

JPH091185A - 水浄化装置

Info

Publication number: JPH091185A
Application number: JP7148497A
Authority: JP
Inventors: Junichi Nakajima; 淳一中島
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-06-15
Filing date: 1995-06-15
Publication date: 1997-01-07

Abstract

(57)【要約】【目的】陸上部からの配管をなくして景観の悪化と圧
力損失を防止し、任意の層の水を循環させる。【構成】主体３１に備えられたフロータ３２の下面部
に上方に向かって漸次水平方向に拡がる整流板３６を設
け、吸気口３８と排気口３９を連通路４０によって連通
し、吸気口３８から吸気された空気を圧縮して散気手段
に圧送する空気圧縮装置４２を備え、吸気口３８から吸
気された空気が空気圧縮装置４２により連通路４０を通
って排気口３９に圧送されて散気手段に排出され、散気
により生じた気泡４５が整流板３６に案内されて上方水
平方向に拡散され、主体３１の周囲に水流４８を発生さ
せ、外部から圧縮空気や高圧水を供給することなく水を
循環させ、陸上部からの配管をなくして景観の悪化と圧
力損失を防止し、任意の層の水を循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湖沼、海及びダム貯水
池等で曝気により水を浄化する水浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ダム貯水池で曝気等により水流
を発生させて水を浄化する水浄化装置の従来例を図８乃
至図１１にに基づいて説明する。図８乃至図１１にはそ
れぞれ従来の水浄化装置の概略構成を示してある。

【０００３】図８に示した水浄化装置は、揚水筒１がア
ンカーウエイト２及びワイヤ３によって水底４側に拘束
され、揚水筒１はフロート５によって垂直状態に水中に
設置されている。揚水筒１には外部から圧縮空気６が連
続的に送られ、サイホンの原理により気泡７が間欠的に
生じる。気泡７が生じることによって上向きの水流が発
生し、新たな水が水面に送られて空気中から酸素が取り
込まれる。酸素が取り込まれることにより水中のバクテ
リヤやプランクトンによって水の浄化が行なわれる。

【０００４】図９に示した浄化装置は、アンカーウエイ
ト８によって散気管９が水底１０に固定されており、散
気管９に圧縮空気１１が送給されて気泡１２が発生する
ようになっている。散気管９により気泡１２を発生させ
ることにより、気泡１２と水の接触面積が増大し、且
つ、上昇水流が発生する。また、図１０に示した浄化装
置は、筒体１３がアンカーウエイト１４及びワイヤ１５
によって水底１６側に固定され、筒体１３内にノズル１
７が設けられている。ノズル１７には高圧水ホース１８
から高圧水が送られ、ノズル１７から高圧水を噴出させ
て筒体１３の周囲に水流を発生させるようになってい
る。また、図１１に示した浄化装置は、フロート１９に
より給水管２０を水面２１に浮かべ、ポンプ２２により
フィルタ２３を介して給水管２０から水を水面上に噴出
させ、水と空気の接触面積を増加させるようにしてい
る。

【０００５】図８乃至図１１に示した浄化装置では、水
流を積極的に発生させたり、水と空気の接触面積を積極
的に増加させ、酸素を取り込むことにより水の浄化を行
なうようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の水浄化装置で
は、いずれも陸上から圧縮空気の供給や高圧水の供給が
必要であり、このための配管が必要であり、配管が水上
設置の場合、ダムや湖沼の景観を著しく損ねていた。ま
た、配管部分の圧力損失が大きいため、圧力損失を見越
した能力の空気圧縮機や高圧発生装置が必要となり、電
力や燃料の消費が多くなっていた。また、従来の水浄化
装置では、水中の全層で水を循環させるか、または、浅
層のみで水を循環させるかしかできず、任意の層で水を
循環させることができない。更に、溶存酸素量の少ない
水の層に溶存酸素量の多い水を供給することができなか
った。

【０００７】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、陸上部からの配管をなくして景観の悪化と圧力損失
を防止し、任意の層の水を循環させることができる水浄
化装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の発明の構成は、水中に垂直状態に設置され上部
にフロータを備えた柱状の主体と、前記フロータの下面
部に形成され上方に向かって漸次水平方向に拡がる整流
板と、前記フロータから水面上部に突出する吸気口と、
該吸気口を前記主体の下部に連通する連通路と、該連通
路に設けられ前記吸気口から吸気された空気を圧縮して
圧送する空気圧縮装置と、前記主体の下部に設けられ前
記連通路を圧送されて該主体の下部から排出される圧縮
空気を散気する散気手段と、前記主体を水底側に拘束す
る拘束手段とからなることを特徴とする。

【０００９】そして、前記散気手段は、前記水底に向か
って漸次水平方向に拡がる整流板に多数の散気孔を備え
た下部整流板であることを特徴とする。また、前記整流
板の上方に設けられ該整流板の上方部位を覆う気泡回収
手段と、該気泡回収手段と前記水面上部とを連通し該気
泡回収手段で回収した気泡を該水面上部に排出する排出
路とを備えたことを特徴とする。

【００１０】また、上記目的を達成するための第２の発
明の構成は、水中に垂直状態に設置され上部にフロータ
を備えた柱状の主体と、前記フロータの下面部に形成さ
れ上方に向かって漸次水平方向に拡がる整流板と、前記
主体の軸方向の途中部の外周に設けられ該主体の外周面
に対して所定間隔を開けて配されるノズルと、前記ノズ
ル内の前記主体の外周との間のノズル流路に設けられ該
ノズル流路内に水流を発生させる水流発生手段と、前記
主体を水底側に拘束する拘束手段とからなることを特徴
とする。

【００１１】そして、前記ノズルの上部には、前記整流
板に沿って延びる第２整流板が形成されていることを特
徴とする。また、前記ノズルの下方に下部整流板を設け
たことを特徴とする。また、前記ノズルは、水が透過可
能な孔が多数設けられ下部が前記主体の外周面に対して
閉塞されたダクトと、該ダクトの外周に設けられたフィ
ルタとからなることを特徴とする。また、前記整流板の
外周部に設けられる微生物付着担体を備えたことを特徴
とする。

【００１２】更に、上記目的を達成するための第３の発
明の構成は、水中に垂直状態に設置される柱状の主体
と、該主体の上部に設けられ曝気槽を備えたフロータ
と、前記主体の下部に設けられる給水口と前記曝気槽と
を連通する給水管と、該給水管に設けられ前記給水口か
ら給水した水を前記曝気槽に送水するポンプと、前記主
体の途中部に設けられる排水口と前記曝気槽とを連通し
該曝気槽内で曝気された水を水中に戻す排水管と、前記
給水口の上部及び前記排水口の上部にそれぞれ設けられ
水底に向かって漸次水平方向に拡がる下部整流板と、前
記排水口の下部に設けられ上方に向かって漸次水平方向
に拡がる整流板と、前記主体を水底側に拘束する拘束手
段とからなることを特徴とする。

【００１３】そして、前記下部整流板と前記主体とにわ
たって設けられ該主体に対して前記下部整流板を相対的
に摺動させることにより水の循環層の厚さを調節する摺
動手段を備えたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】第１の発明では、主体が拘束手段によって水底
側に拘束されると共にフロータにより垂直状態に姿勢維
持される。水面上部に突出する吸気口から吸気された空
気は、空気圧縮装置により連通路を通って主体の下部に
圧送されて散気手段に排出される。散気手段により圧縮
空気が散気され、発生した気泡はフロータの下部に形成
された整流板に案内されて上方水平方向に拡散され、水
流を発生させる。そして、散気手段を下部整流板とする
ことにより、発生する気泡により水平方向から流入する
水の上昇流が生じる。また、整流板の上方部位を覆う気
泡回収手段により、水の深層部で発生した気泡により水
流を発生させる。

【００１５】第２の発明では、主体が拘束手段によって
水底側に拘束されると共にフロータにより垂直状態に姿
勢維持される。水流発生手段によってノズル内のノズル
流路に水流を発生させ、発生した水流は整流板によって
水平方向に押し拡げられる。また、ノズルの上部に第２
整流板を設けることにより、水平方向に押し拡げられる
水流を強くする。また、ノズルの下方に下部整流板を設
けることにより、水平方向からノズルに水を流入させ
る。更に、ノズルの下部を閉塞してダクトとし、ダクト
の外周にフィルタを設けることにより、ダクト回りの水
を不純物をフィルタで除去した状態でノズル内に吸い込
む。更に、整流板の外周部に微生物付着担体を設けるこ
とにより、整流板に沿って排出される水の悪臭除去及び
有機物分解を行なう。

【００１６】第３の発明では、主体が拘束手段によって
水底側に拘束されると共に曝気槽を備えたフロータによ
り垂直状態に姿勢維持される。ポンプの駆動により給水
口から溶存酸素の少ない水を給水管に吸い込む。この
時、給水口の下部整流板により水は水平方向から吸い込
まれる。給水管に吸い込まれた水は曝気槽に送られて曝
気され、排水管を通って排水口から水中に戻される。こ
の時、排水口の下部整流板により水は水平方向に拡がっ
て排出される。水の吸い込み及び排出により排水口と給
水口との間で水流が発生し、循環対象の層で水を循環さ
せる。

【００１７】また、各発明では、摺動手段によって主体
に対して下部整流板を摺動させることで、水の循環層の
厚さを調節し、層の厚さに応じて水流の調整を行なう。

【００１８】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。図１及び図２が第１の発明であり、図１が請求項１
及び請求項２に相当し、図２が請求項３に相当するもの
である。また、図３乃至図６が第２の発明であり、図３
が請求項４に相当し、図４が請求項５及び請求項６に相
当し、図５が請求項７に相当し、図６が請求項８に相当
するものである。また、図７が第３の発明であり、請求
項９に相当するものである。更に、請求項１０の構成
は、図１、図４、図６及び図７で実施される。

【００１９】図１に基づいて第１の発明の一実施例を説
明する。図１には第１の発明の浅層を対象とした第１実
施例に係る水浄化装置の全体構成を示してある。

【００２０】図１に示すように、柱状の主体３１の上部
にはフロータ３２が設けられ、主体３１の下部は拘束手
段としてのアンカーウエイト３３及びチェーン３４によ
って水底３５に拘束されている。これにより、主体３１
は内部空間の浮力とフロータ３２の浮力によって全体の
重量以上の浮力が得られ、水中の浅層部に垂直状態に配
置される。フロータ３２の下面部には整流板３６が形成
され、整流板３６は上方に向かって漸次水平方向に拡が
る形状となっている。主体３１の上端部はフロータ３２
を貫通して水面３７の上部に突出し、主体３１の上端部
には吸気口３８が設けられている。吸気口３８にはルー
バ等のひれ２９が設けられ、雨水等の浸入が防止されて
いる。一方、主体３１の下部には排気口３９が形成さ
れ、排気口３９は連通路４０によって吸気口３８に連通
している。

【００２１】連通路４０の上端はレジューサ４１及びフ
ィルタ２８を介して吸気口３８につながり、レジューサ
４１の下方におけるフロータ３２と略同一高さの部位の
連通路４０には空気圧縮装置４２が設けられている。空
気圧縮装置４２はモータ３０の駆動により吸気口３８か
ら空気を吸い込んで圧縮し、連通路４０を通して圧縮空
気を排気口３９に圧送する。排気口３９の上方における
主体３１の外方には散気手段としての下部整流板４３が
設けられており、下部整流板４３は水底３５に向かって
漸次水平に拡がり、整流板３６と対称の形状をなすよう
に形成されている。下部整流板４３は下面が開放状態と
されており、下部整流板４３には多数の散気孔４４が設
けられている。主体３１の排気口３９から排出された空
気は下部整流板４３の下側に溜まり、散気孔４４から気
泡４５となって放出される。尚、散気手段としては、散
気孔を有する突起（散気管）や散気孔を有する円盤状の
部材を用いることも可能である。

【００２２】空気圧縮装置４２の下方における連通路４
０には連通路４０の開閉を行なうバルブ４６が設けら
れ、散気を停止した際にバルブ４６を閉じることにより
排気口３９からの水の逆流を防止している。図中、下部
整流板４３の左側に示した状態が散気時の水位を表し、
下部整流板４３の右側に示した状態が散気停止時の水位
を表している。排気口３９の位置は、下部整流板４３の
最も高い位置にある散気孔４４よりも高い位置に配設さ
れている。また、下部整流板４３の下面を開放状態とし
たことにより、最も低い位置にある散気孔４４の下方に
水が溜まることがなく、下部整流板４３の腐食・腐敗が
防止されている。

【００２３】図１に示した水浄化装置の作用を説明す
る。

【００２４】主体３１の下部がアンカーウエイト３３及
びチェーン３４で水底３５に拘束されると共にフロータ
３２によって主体３１が垂直状態に姿勢維持される。こ
の状態で、空気圧縮装置４２のモータ３０の駆動により
吸気口３８から大気中の空気４７が連通路４０に吸引さ
れ、圧縮空気が排気口３９から下部整流板４３の下方に
送られる。散気停止時には最上部の位置の散気孔４４の
部位まで水が入り込んでいるが、圧縮空気が送られると
内部の水が押し下げられて圧縮空気が下部整流板４３の
下方に溜まる。下部整流板４３の下方に送られた空気は
散気孔４４から気泡４５となって放出され、気泡４５は
上昇して水面３７へと勢い良く流れる。気泡４５を放出
し続けると、主体３１の回りに上昇する水流４８が発生
する。水流４８は下部整流板４３及び整流板３６によっ
て水平方向から流入して水平方向へと拡げられ、浅層の
みで水を循環させる。気泡４５の放出により水と空気の
接触面積を積極的に増大させると共に水流４８を積極的
に発生させ、酸素を取り込んで水の浄化を行なう。

【００２５】水流４８は主体３１の全方向から流入する
ため、主体３１が受ける水平方向の外力が互いに相殺さ
れて洗浄装置は一定位置が保持される。このため、アン
カーウエイト３３やチェーン３４に偏った荷重が加わる
ことがない。また、空気圧縮装置４２やモータ３０はフ
ロータ３２と略同一高さの主体３１に設けられているの
で、陸上から圧縮空気を供給する配管等の設備が不要
で、モータ３０の駆動用電源をケーブルにより引き込む
だけでよい。また、吸気口３８のには下向きのひれ２９
が設けられているので、吸気口３８から雨水等の異物の
浸入が阻止されている。また、連通路４０の上端部には
フィルタ２８が設けられているので、空気４７中のチリ
等が除去され、更に、レジューサ４１により加速されて
空気圧縮装置４２に供給される。尚、拘束手段として
は、アンカーウエイト３３及びチェーン３４に限らず、
主体３１を水底３５側に拘束できるものであれば他の手
段を用いることも可能である。

【００２６】図２に基づいて第１の発明の他実施例を説
明する。図２には第１の発明の深層を対象とした第２実
施例に係る水浄化装置の全体構成を示してある。尚、図
１に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複す
る説明は省略してある。

【００２７】図２に示すように、柱状の主体３１の上部
にはフロータ３２が設けられ、フロータ３２が水中に没
水する状態で主体３１の下部がアンカーウエイト３３及
びチェーン３４によって水底３５に拘束されている。連
通路４０はフロータ３２を貫通して水中を上部に向かっ
て延び、上端部の吸気口３８の部位が水面３７の上部に
突出している。主体３１の下部には散気手段として水平
方向に放射状に突出する散気管５１が設けられており、
排気口３９が散気管５１内に臨んでいる。フロータ３２
の下方の連通路４０には、空気圧縮装置４２及びバルブ
４６が設けられており、空気圧縮装置４２の駆動によっ
て吸気口３８からから大気中の空気４７が連通路４０に
吸引され、圧縮空気が排気口３９から散気管５１に送ら
れる。散気管５１には多数の散気孔５２が形成され、排
気口３９から散気管５１内に導入された空気は散気孔５
２から気泡４５となって放出される。

【００２８】尚、散気手段としては、図１で示した下部
整流板４３を用いても良いが、本実施例の装置は深層水
の循環に用いられるので下方から水の流入があっても差
し支えないため、中空管の散気管５１が適用されてい
る。下部整流板４３に比べ散気管５１は、費用及び工作
面で有利となっている。

【００２９】フロータ３２の上方における連通路４０の
外方にはフロータ３２の上方部位を間隔を開けて覆う気
泡回収手段としての回収板５３が設けられ、回収板５３
はフロータ３２の直径よりも大きな直径となっている。
回収板５３の中心上部には水面３７の上部に延びる排出
路５４が設けられ、排出路５４の上端部には大気の開放
される排出口５５が設けられている。排出口５５には吸
気口３８と同様に雨水等の浸入を阻止するひれ２９が設
けられている。散気管５１で発生した気泡４５は回収板
５３の下方に留まって層境界に浸入することなく回収さ
れ、気泡４５は排出路５４を送られ排出口５５から大気
に排出される。回収板５３は、中心部に気泡４５が集中
するように、中心部に向かって漸次上方に高くなる形状
とするのが好ましい。回収板５３は中間躍層と深層との
層境界５６の部位に位置するように没水させる。尚、連
通路４０と排出路５４の内外関係は逆でも差し支えな
い。

【００３０】図２に示した水浄化装置の作用を説明す
る。

【００３１】主体３１の下部がアンカーウエイト３３及
びチェーン３４で水底３５に拘束され、フロータ３２が
没水して回収板５３が中間躍層と深層との層境界５６の
部位に位置するように主体３１が垂直状態に姿勢維持さ
れる。この状態で、空気圧縮装置４２により吸気口３８
から大気中の空気４７が連通路４０に吸引され、圧縮空
気が排気口３９から散気管５１に送られる。散気管５１
に送られた空気は散気孔５２から気泡４５となって放出
されて上方に勢い良く流れる。放出された気泡４５は回
収板５３の下方に留まって層境界に浸入せずに回収さ
れ、気泡４５は排出路５４を送られ排出口５５から大気
に排出される。深層で気泡４５を放出し続けると、主体
３１の回りに上昇する水流４８が発生して層境界５６の
部位で整流板３６によって水平方向へと拡げられ、深層
のみで水を循環させる。

【００３２】図２で示した水浄化装置では、回収板５３
によって浮上してきた気泡４５が回収されるので、気泡
４５が上層に侵入して上層で水流を発生させることを防
止している。即ち、深層のみで水流４８を発生させるこ
とが可能となっている。

【００３３】図３に基づいて第２の発明の一実施例を説
明する。図３には第２の発明の第１実施例に係る水浄化
装置の全体構成を示してある。

【００３４】図３に示すように、柱状の主体６１の上部
にはフロータ６２が設けられ、主体６１の下部は拘束手
段としてのアンカーウエイト６３及びチェーン６４によ
って水底６５に拘束されている。これにより、主体６１
は内部空間の浮力とフロータ６２の浮力によって全体の
重量以上の浮力が得られ、チェーン６４の長さを調整す
ることにより水中の全層に適用できる。フロータ６２の
下面部には整流板６６が形成され、整流板６６は上方に
向かって漸次水平方向に拡がる形状となっている。主体
６１の軸方向の途中部の外周にはノズル６７が設けら
れ、ノズル６７には主体６１の外周面に対して所定の間
隔を開けたノズル流路６８が形成されている。ノズル流
路６８には強制的に水流を発生させるための水流発生装
置６９が設けられ、水流発生装置６９によって主体６１
の下方からの水をノズル６７に吸引すると共に整流板６
６に向けて水を噴射し、水流７０を発生させる。

【００３５】図３に示した水浄化装置の作用を説明す
る。

【００３６】主体６１の下部がアンカーウエイト６３及
びチェーン６４で水底６５に拘束され、フロータ６２が
水面７１に位置するように主体６１が垂直状態に姿勢維
持される。この状態で、プロペラ等の水流発生装置６９
によりノズル流路６８に上昇する水流７０を発生させ
る。水流発生装置６９の容量の選定により、水流７０の
強さを任意に設定することができる。水流７０は上方に
押し上げられた後、整流板６６によってなめらかに水平
方向に押し拡げられる。水流発生装置６９によって水流
７０を発生させることにより、主体６１の回りに同様な
水流７０が発生して水を循環させることができる。

【００３７】図３で示した水浄化装置では、水流発生装
置６９により任意の強さの水流７０を発生させることが
できる。尚、主体６１の下方に整流板を有していないの
で、層の厚さがある程度厚く境界層までの距離がある場
合に適用して好適である。

【００３８】図４に基づいて第２の発明の他実施例を説
明する。図４には第２の発明の第２実施例に係る水浄化
装置の全体構成を示してある。尚、図３に示した部材と
同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略して
ある。

【００３９】図４に示すように、ノズル６７の上部には
整流板６６に沿って延びる第２整流板７２が形成され、
水流発生装置６９により発生された水流７０を整流板６
６と第２整流板７２との間で水平方向に押し拡げるよう
にしている。また、主体６１の下部には下部整流板７３
が設けられ、下部整流板７３は水底６５に向かって漸次
水平方向に拡がる形状となっている。これにより、ノズ
ル６７に吸引される水が水平方向から流入するようにな
る。

【００４０】図４に示した水浄化装置の作用を説明す
る。

【００４１】主体６１の下部がアンカーウエイト６３及
びチェーン６４で水底６５に拘束され、フロータ６２が
水面７１に位置するように主体６１が垂直状態に姿勢維
持される。この状態で、水流発生装置６９によりノズル
流路６８に上昇する水流７０を発生させる。水流７０は
下部整流板７３に案内されて水平方向からノズル６７に
吸引されて上方に押し上げられた後、整流板６６によっ
てなめらかに水平方向に押し拡げられる。水流発生装置
６９によって水流７０を発生させることで、主体６１の
回りの循環対象層の下方水平方向から水が流入し、循環
対象層の上方水平方向に水が拡散し、水を循環対象層内
で循環させることができる。また、流出する水流７０は
整流板６６と第２整流板７２との間を通って強力に拡散
される。

【００４２】図５に基づいて第２の発明の他実施例を説
明する。図５には第２の発明の第３実施例に係る水浄化
装置の全体構成を示してある。尚、図３に示した部材と
同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略して
ある。

【００４３】図５に示すように、主体６１の軸方向の途
中部の外周にはノズル７５が設けられ、ノズル７５は、
水が透過可能な孔７６が多数設けられ下部が主体６１の
外周面に対して閉塞されたダクト７７となっている。ダ
クト７７の外周にはフィルタ７８が設けられ、ダクト７
７の孔７６はフィルタ７８で囲まれている。尚、ダクト
７７の上部に、図４で示した第２整流板７２を設けるこ
とも可能である。

【００４４】図５に示した水浄化装置の作用を説明す
る。

【００４５】主体６１の下部がアンカーウエイト６３及
びチェーン６４で水底６５に拘束され、フロータ６２が
水面７１に位置するように主体６１が垂直状態に姿勢維
持される。この状態で、水流発生装置６９によりフィル
タ７８及び孔７６を介してダクト７７内のノズル流路６
８に外部の水を吸い込み、上昇する水流７０を発生させ
る。水流７０は上方に押し上げられた後、整流板６６に
よってなめらかに水平方向に押し拡げられる。水中に不
純物等が含まれている場所で使用した場合、不純物はフ
ィルタ７８で除去され、水流発生装置６９に損傷を与え
ることがない。

【００４６】図６に基づいて第２の発明の他実施例を説
明する。図６には第２の発明の第４実施例に係る水浄化
装置の全体構成を示してある。尚、図４に示した部材と
同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略して
ある。

【００４７】図６に示すように、整流板６６と第２整流
板７２の出口部（整流板６６の外周部）には微生物を付
着させた微生物付着担体８０が設けられ、水流発生装置
６９により発生された水流７０は整流板６６と第２整流
板７２との間で微生物付着担体８０を通って水平方向に
押し拡げられる。フロータ６２の上部にはポール８１が
取り付けられ、ポール８１を水面７１から突出させるこ
とで、フロータ６２を水没させて装置を使用した際の目
印としている。

【００４８】図６に示した水浄化装置の作用を説明す
る。

【００４９】主体６１の下部がアンカーウエイト６３及
びチェーン６４で水底６５に拘束され、フロータ６２が
層境界８２に位置するように水没されて主体６１が垂直
状態に姿勢維持される。この状態で、水流発生装置６９
によりノズル流路６８に上昇する水流７０を発生させ
る。深層部分の水が下部整流板７３に案内されて水平方
向からノズル６７に吸引されて上方に押し上げられた
後、整流板６６によってなめらかに水平方向に押し拡げ
られ、整流板６６と第２整流板７２との間を通って強力
に拡散される。出口部では水流７０は微生物付着担体８
０を通り、排出される水の悪臭が除去されると共に、深
層部分の有機物が微生物によって分解されるようになっ
ている。ポール８１が水面７１から突出しているため、
水浄化装置が水没していても装置の存在を水面から判別
することが可能となっている。尚、下方の層と主体６１
の下端との距離にもよるが、この距離が十分にあれば下
部整流板７３は必ずしも設けなくてもよい。

【００５０】図７に基づいて第３の発明の一実施例を説
明する。図７には第３の発明の一実施例に係る水浄化装
置の全体構成を示してある。第３発明の水浄化装置は、
溶存酸素の少ない水中から給水してこれを曝気した後再
度元の層に排出し、給水の吸引力と排水の水流により水
中に流れを生じさせる水浄化装置である。

【００５１】図７に示すように、柱状の主体８５の上部
には水面９４上の開放する状態の曝気層８６が設けら
れ、曝気層８６の外周部にはフロータ８７が設けられて
いる。主体８５に軸心部には給水管８８が配され、給水
管８８は主体８５の給水口８９と曝気層８６とを連通し
ている。給水口８９は下部整流板９０によって形成され
ており、下部整流板９０は下方に向かって漸次水平方向
に拡げられている。主体８５の下端部は拘束手段として
のアンカーウエイト９１及びチェーン９２によって水底
９３に拘束されている。給水管８８にはポンプ９５が設
けられており、ポンプ９５の駆動により給水口８９から
水が吸い込まれて曝気層８６に送られる。

【００５２】一方、曝気層８６から排水された水は排水
管９６によって水中に排水され、排水管９６の排水口９
７は主体８５の途中部に設けられている。排水口９７は
下部整流板９８によって形成されており、下部整流板９
８は下方に向かって漸次水平方向に拡げられている。ま
た、排水口９７の直下には整流板９９が設けられ、整流
板９９は上方に向かって漸次水平方向に拡げられてい
る。曝気層８６内には曝気管100 が設けられ、曝気管10
0 にはモータ101 で駆動される空気圧縮機102 によって
圧縮空気が供給され、曝気層８６内に多数の気泡103 を
発生させる。給水口８９から溶存酸素の少ない水が給水
されて曝気層８６に送られ、曝気された水は排水管９６
を通って排水口９７から元の層の上層部に排出される。
給水の吸引力と排出の水流により、溶存酸素の少ない水
中の層に水流104 が発生する。

【００５３】図７に示した水浄化装置の作用を説明す
る。

【００５４】主体８５の下部がアンカーウエイト９１及
びチェーン９２で水底９３に拘束され、フロータ８７に
よって装置全体の重量以上の浮力を生じさせ、曝気層８
６が水没することなく水面９４上に開放する状態に主体
８５が垂直状態に姿勢維持される。ポンプ９５の駆動に
より給水口８９を介して溶存酸素の少ない水中から水を
吸引し、給水管８８を通して曝気層８６に給水を行な
う。溶存酸素の少ない水は曝気管100 によって充分に曝
気され、曝気された水は自重によって排水管９６内を降
下して排水口９７から層境界105 の近傍に排水される。
下部整流板９０によって給水口８９には水平方向から水
が流れ込み、また、下部整流板９８によって排水口９７
からは主体８５を中心として放射状に水平方向に拡散し
て水が排水される。この状態で給水及び排水を続ける
と、溶存酸素の少ない層で水流104 が発生し、水流104
は下部整流板９０及び整流板９９によって水平方向から
流入して水平方向へと拡散される。このため、対象とす
る溶存酸素の少ない層のみの水を循環させることができ
る。

【００５５】図７に示した水浄化装置では、溶存酸素の
少ない水中から給水してこれを曝気した後再度元の層に
排出し、給水の吸引力と排水の水流により水中に流れを
生じさせ、対象とする層のみの水を循環させることが可
能となる。尚、曝気層８６の規模が比較的大きく主体８
５の下部が着底する場合には、主体８５に相当する部分
を曝気層８６の支持部材とし、支持部材を適宜設けて拘
束手段とすることもできる。

【００５６】上述した各発明において、図１に示した下
部整流板４３、図４、図６に示した下部整流板７３及び
図７に示した下部整流板９０，９８を主体に対して相対
的に摺動させるための摺動手段を備えることで、水浄化
装置を設置する層の厚さに応じて水流の厚さを調整する
ことができる。

【００５７】上述した水浄化装置では、装置本体の内部
に空気圧縮機や水流発生装置を内蔵しているので、陸上
からの圧縮空気の供給や高圧水の供給が不要で、維持管
理が容易である。また、圧縮空気や高圧水の供給が不要
であるために、圧縮空気や総圧水の供給装置のための配
管、フロータ及び浮上防止用のウエイト等が不要とな
り、ダムや湖沼の景観を害することがなく、配管による
圧力損失がないので、圧縮空気や高圧水の供給のための
電力や燃料等が一切不要である。また、整流板や下部整
流板の組み合わせにより水平方向の流れを生じさせるこ
とができるので、循環対象とする水の層を選択すること
ができ、設置場所にあった水の循環を行なうことができ
る。また、拘束手段による設置・解除が容易であるの
で、装置の移動を簡単に行なうことができる。更に、構
造が極めて簡単であるため、保守・点検が容易である。
また、第３の発明では、溶存酸素量の少ない水の層を溶
存酸素量の多い水に置換することができる。

【００５８】

【発明の効果】第１の発明の水浄化装置は、主体に備え
られたフロータの下面部に上方に向かって漸次水平方向
に拡がる整流板を設け、吸気口と主体の下部を連通路に
よって連通し、吸気口から吸気された空気を圧縮して散
気手段に圧送する空気圧縮装置を備えたので、吸気口か
ら吸気された空気が空気圧縮装置により連通路を通って
主体の下部に圧送されて散気手段に排出され、散気によ
り生じた気泡が整流板に案内されて上方水平方向に拡散
され、主体の周囲に水流を発生させることができる。こ
の結果、外部から圧縮空気や高圧水を供給することなく
水を循環させることが可能となる。また、散気手段を下
部整流板とすると共に、気泡回収手段を設けたことによ
り、発生する気泡により水平方向から流入する水の上昇
流を特定の層で生じさせることができ、循環対象層の水
の循環が容易に行なえる。

【００５９】第２の発明の水浄化装置は、主体の下面部
に上方に向かって漸次水平方向に拡がる整流板を設け、
主体の軸方向の途中部にノズルを設けてノズル流路に水
流を発生させる水流発生手段を設けたので、水流発生手
段によってノズル流路に水流を発生させることで主体の
周囲に水平方向に押し拡げられる水流を発生させること
ができる。この結果、簡単な構成で外部から圧縮空気や
高圧水を供給することなく水を循環させることが可能と
なる。また、ノズルの上部に第２整流板を設けることに
より、水平方向に押し拡げられる水流を強くすることが
できる。また、ノズルの下方に下部整流板を設けること
により、水平方向からノズルに水を流入させることがで
きる。また、ノズルの下部を閉塞してダクトとし、ダク
トの外周にフィルタを設けることにより、ダクト回りの
水を不純物をフィルタで除去した状態でノズル内に吸い
込むことができる。更に、整流板の外周部に微生物付着
担体を設けることにより、整流板に沿って排出される水
の悪臭除去及び有機物分解を行なうことができる。

【００６０】第３の発明の水浄化装置は、主体の上部に
曝気槽及びフロータを備え、給水管によって給水口と曝
気槽を連通してポンプによって曝気槽に給水を行ない、
曝気槽内で曝気された水を排水口から水中に戻す排水管
を設け、給水口と排水口の部位に水の流入、流出を水平
方向に行なう整流板及び下部整流板を設けたので、ポン
プの駆動により給水口から溶存酸素の少ない水が給水管
に水平方向から吸い込まれ、吸い込まれた水は曝気槽に
送られて曝気された後排水管を通って排水口から水平方
向に拡がって水中に戻され、水の吸い込み及び排出によ
り排水口と給水口との間で水流を発生させることがで
き、循環対象の層で水を循環させることができる。この
結果、外部から圧縮空気や高圧水を供給することなく溶
存酸素の少ない水の層で水を循環させることが可能とな
る。

【００６１】また、主体に対して下部整流板を相対的に
摺動させる摺動手段を備えることにより、水の循環層の
厚さを調節することができ、層の厚さに応じて水流の調
整を行なうことが可能である。

【００６２】従って、本発明の水浄化装置によると、陸
上部からの配管をなくして景観の悪化と圧力損失を防止
し、任意の層の水を循環させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の浅層を対象とした第１実施例に係
る水浄化装置の全体構成図。

【図２】第１の発明の深層を対象とした第２実施例に係
る水浄化装置の全体構成図。

【図３】第２の発明の第１実施例に係る水浄化装置の全
体構成図。

【図４】第２の発明の第２実施例に係る水浄化装置の全
体構成図。

【図５】第２の発明の第３実施例に係る水浄化装置の全
体構成図。

【図６】第２の発明の第４実施例に係る水浄化装置の全
体構成図。

【図７】第３の発明の一実施例に係る水浄化装置の全体
構成図。

【図８】従来の水浄化装置の全体構成図。

【図９】従来の水浄化装置の全体構成図。

【図１０】従来の水浄化装置の全体構成図。

【図１１】従来の水浄化装置の全体構成図。

【符号の説明】

３１，６１，８５主体３２，６２，８７フロータ３３，６３，９１アンカウエイト３４，６４，９２チェーン３６，６６，９９整流板３８吸気口３９排気口４０連通路４２空気圧縮装置４３下部整流板４４散気孔４５,103 気泡４８，７０,104 水流５１散気管５２散気孔５３回収板５４排出路５５排出口６６，７５ノズル６７ノズル流路６９水流発生装置７２第２整流板７３，９０，９８下部整流板７７ダクト７８フィルタ８０微生物付着担体８８給水管８９給水口９５ポンプ９６排水管９７排水口 100 曝気管 101 モータ 102 空気圧縮機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水中に垂直状態に設置され上部にフロー
タを備えた柱状の主体と、前記フロータの下面部に形成
され上方に向かって漸次水平方向に拡がる整流板と、前
記フロータから水面上部に突出する吸気口と、該吸気口
を前記主体の下部に連通する連通路と、該連通路に設け
られ前記吸気口から吸気された空気を圧縮して圧送する
空気圧縮装置と、前記主体の下部に設けられ前記連通路
を圧送されて該主体の下部から排出される圧縮空気を散
気する散気手段と、前記主体を水底側に拘束する拘束手
段とからなることを特徴とする水浄化装置。
【請求項２】前記散気手段は、前記水底に向かって漸
次水平方向に拡がる整流板に多数の散気孔を備えた下部
整流板であることを特徴とする請求項１に記載の水浄化
装置。
【請求項３】前記整流板の上方に設けられ該整流板の
上方部位を覆う気泡回収手段と、該気泡回収手段と前記
水面上部とを連通し該気泡回収手段で回収した気泡を該
水面上部に排出する排出路とを備えたことを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の水浄化装置。
【請求項４】水中に垂直状態に設置され上部にフロー
タを備えた柱状の主体と、前記フロータの下面部に形成
され上方に向かって漸次水平方向に拡がる整流板と、前
記主体の軸方向の途中部の外周に設けられ該主体の外周
面に対して所定間隔を開けて配されるノズルと、前記ノ
ズル内の前記主体の外周との間のノズル流路に設けられ
該ノズル流路内に水流を発生させる水流発生手段と、前
記主体を水底側に拘束する拘束手段とからなることを特
徴とする水浄化装置。
【請求項５】前記ノズルの上部には、前記整流板に沿
って延びる第２整流板が形成されていることを特徴とす
る請求項４に記載の水浄化装置。
【請求項６】前記ノズルの下方に下部整流板を設けた
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の水浄
化装置。
【請求項７】前記ノズルは、水が透過可能な孔が多数
設けられ下部が前記主体の外周面に対して閉塞されたダ
クトと、該ダクトの外周に設けられたフィルタとからな
ることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の水
浄化装置。
【請求項８】前記整流板の外周部に設けられる微生物
付着担体を備えたことを特徴とする請求項４乃至請求項
７のいずれか一項に記載の水浄化装置。
【請求項９】水中に垂直状態に設置される柱状の主体
と、該主体の上部に設けられ曝気槽を備えたフロータ
と、前記主体の下部に設けられる給水口と前記曝気槽と
を連通する給水管と、該給水管に設けられ前記給水口か
ら給水した水を前記曝気槽に送水するポンプと、前記主
体の途中部に設けられる排水口と前記曝気槽とを連通し
該曝気槽内で曝気された水を水中に戻す排水管と、前記
給水口の上部及び前記排水口の上部にそれぞれ設けられ
水底に向かって漸次水平方向に拡がる下部整流板と、前
記排水口の下部に設けられ上方に向かって漸次水平方向
に拡がる整流板と、前記主体を水底側に拘束する拘束手
段とからなることを特徴とする水浄化装置。
【請求項１０】前記下部整流板と前記主体とにわたっ
て設けられ該主体に対して前記下部整流板を相対的に摺
動させることにより水の循環層の厚さを調節する摺動手
段を備えたことを特徴とする請求項１、請求項２、請求
項５、請求項６、請求項８及び請求項９のいずれか一項
に記載の水浄化装置。