JPH10109096A - 水質浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタの全体にわたって良好に洗浄を行う
ことができる水質浄化装置を提供する。 【解決手段】 コントローラ５９が、洗浄処理として、
フィルタ１３内に空気を導入して洗浄を行う洗浄装置６
５を運転させるとともに、フィルタ１３内に配置された
吸出部２９から水を吸出して該フィルタ１３の外側から
吸出部２９に向け水流を発生させるポンプ６４を、洗浄
装置６５の運転中に運転させることにより、フィルタ１
３から剥離された微生物の分解物質および浮遊無機物等
のうち、フィルタ１３外との距離が大きい吸出部２９近
傍の内側部分にある微生物の分解物質および浮遊無機物
等がポンプ６４の吸出部２９から吸出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば湖沼、池、
ダム、溜池、貯水池、河川、用水路、堀、運河、水槽等
において水を浄化する水質浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】湖沼、池、ダム、溜池、貯水池、河川、
用水路、堀、運河、水槽等の浄化対象の水域において、
水質汚染対策として水を浄化する水質浄化装置を設置す
ることが行われている。このような水質浄化装置とし
て、浄化対象の水域に配置されるフィルタと、該フィル
タ内に配置された吸出部から水を吸出すことにより該フ
ィルタの外側から吸出部に向け水流を発生させるポンプ
と、フィルタ内に空気を導入して洗浄を行う洗浄装置と
を有するものがある。この水質浄化装置は、ポンプでフ
ィルタの外側から吸出部に向け水流を発生させることに
より水をフィルタに通過させて浄化を行う一方、長期間
の浄化処理でフィルタに目詰まりが生じた場合、ポンプ
を停止させた後、洗浄装置によりフィルタ内に空気を導
入しその振動でフィルタから目詰りを生じさせている微
生物の分解物質および浮遊無機物等を剥離等させ空気の
流れによる水流でフィルタの外へ排出させて該フィルタ
を再生させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、洗浄時にお
いては、上記のようにフィルタ内に空気を導入しその空
気の流れによる水流でフィルタの外へ微生物の分解物質
および浮遊無機物等を排出させることになるが、特にフ
ィルタのポンプの吸出部近傍の内側部分にある微生物の
分解物質および浮遊無機物等は、フィルタ外との距離が
大きいため、フィルタ外に排出されにくいという問題が
あった。したがって、本発明の目的は、フィルタの全体
にわたって良好に洗浄を行うことができる水質浄化装置
を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の水質浄化装置は、浄化対象
の水域に配置されるフィルタと、該フィルタ内に配置さ
れた吸出部から水を吸出すことにより該フィルタの外側
から吸出部に向け水流を発生させるポンプと、前記フィ
ルタ内に空気を導入して洗浄を行う洗浄装置と、を有す
る装置本体と、前記ポンプおよび洗浄装置を制御するコ
ントローラと、を具備し、前記コントローラは、洗浄処
理として、前記洗浄装置を運転させるとともに、該洗浄
装置の運転中に前記ポンプを運転させることを特徴とし
ている。これにより、コントローラが、洗浄処理とし
て、洗浄装置の運転中にポンプを運転させることになる
ため、洗浄装置の運転によりフィルタから剥離された微
生物の分解物質および浮遊無機物等のうち、フィルタ外
との距離が大きいポンプの吸出部近傍の内側部分にある
微生物の分解物質および浮遊無機物等がポンプの吸出部
から吸出されることになる。他方、外部に近いフィルタ
の外側部分にある微生物の分解物質および浮遊無機物等
は、洗浄装置の作動で外部に排出されることになる。

【０００５】本発明の請求項２記載の水質浄化装置は、
浄化対象の水域に配置されるフィルタと、該フィルタ内
に配置された吸出部から水を吸出すことにより該フィル
タの外側から吸出部に向け水流を発生させるポンプと、
前記フィルタ内に空気を導入して洗浄を行う洗浄装置
と、を有する装置本体と、前記ポンプおよび洗浄装置を
制御するコントローラと、を具備し、前記コントローラ
は、洗浄処理として、前記洗浄装置の運転と前記ポンプ
の運転とを交互に行わせることを特徴としている。これ
により、コントローラが、洗浄処理として、洗浄装置の
運転とポンプの運転とを交互に行わせるため、洗浄装置
の運転によりフィルタから剥離された微生物の分解物質
および浮遊無機物等のうち、フィルタ外との距離が大き
いポンプの吸出部近傍の内側部分にある微生物の分解物
質および浮遊無機物等がポンプの吸出部から吸出される
ことになる。他方、外部に近いフィルタの外側部分にあ
る微生物の分解物質および浮遊無機物等は、洗浄装置の
作動で外部に排出されることになる。しかも、洗浄装置
の運転とポンプの運転とを交互に行わせるため、洗浄装
置とポンプとが同時に運転されることがなく、よって、
外部に近いフィルタの外側部分にあって洗浄装置の作動
で外部に排出されるべき微生物の分解物質および浮遊無
機物等が、ポンプの吸出しによる水流でフィルタ内に残
留してしまうことを防止できる。

【０００６】本発明の請求項３記載の水質浄化装置は、
請求項１または２記載のものに加えて、前記装置本体が
複数設けられており、前記コントローラは、これら装置
本体を、中央のものから外側のものに向かって順に前記
洗浄処理を行わせるとともに、洗浄処理中の装置本体よ
り中央側のものは前記ポンプを停止させ洗浄処理中の装
置本体より外側のものは前記ポンプを運転させることを
特徴としている。これにより、洗浄中の装置本体から外
部に排出された微生物の分解物質および浮遊無機物等が
該洗浄中の装置本体より外側の装置本体に順次吸い込ま
れることになるため、微生物の分解物質および浮遊無機
物等を中央のものから順次外側のものに向かって移動さ
せることができ、最終的にこれら装置本体の全体のさら
に外側に洗浄により排出された微生物の分解物質および
浮遊無機物等を排出させることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の水質
浄化装置を図１〜図７を参照して以下に説明する。ま
ず、図１において符号１１で示すものが水質浄化装置で
ある。この水質浄化装置１１は、池あるいは湖沼等の浄
化対象の水域１０に浮遊されて用いられるもので、水に
浮せるための二つのフロート１２と、これらフロート１
２の下側に着脱自在に吊り下げられて水面１０ａ下に配
置されるフィルタカートリッジ（フィルタ）１３と、フ
ロート１２の上部に水面１０ａの上側に配置されるよう
固定された駆動装置１４とを有している。ここで、二つ
のフロート１２は連結金具１５を介して互いに連結され
ている。なお、以下の説明における上下は、フロート１
２で浄化対象の水域１０に浮かされた状態における上下
である。

【０００８】フィルタカートリッジ１３について説明す
る。フィルタカートリッジ１３は、ステンレス鋼や塩化
ビニル等の非腐食性の部材や非腐食処理された鋼板等に
て、略円筒状に形成されるとともに無数の集水孔１６が
全面に形成された外円筒部１７ａと、その下端開口側を
閉塞する円板状の閉塞部１７ｂと、その上端開口側を閉
塞するよう設けられ、中央に取付孔１８が形成された有
孔円板状の閉塞部１７ｃとからなる外体１７を有してい
る。

【０００９】この外体１７の内側には、外体１７と同様
の部材にて有底円筒状に形成されるとともに流入孔１９
が外周面に多数所定間隔で形成された集水管２０が、外
体１７と同軸状に配置されかつその開口側が取付孔１８
側に配置された状態で取付板２１を介して固定されてい
る。なお、取付板２１には、その中央に円形の流出孔２
２が貫通形成されている。また、集水管２０の底部２０
ａと外体１７の外円筒部１７ａとの間には、有孔円板状
の底部材２３が固定されており、この底部材２３には、
板厚方向に貫通する底孔２４が多数例えば放射状をなす
よう形成されている。

【００１０】そして、外体１７の閉塞部１７ｃ側と底部
材２３と集水管２０とで囲まれる環状の隙間には、集水
孔１６および流入孔１９より径大の木炭等の濾過材が充
填されしかも有機物を分解する好気性の微生物が担持さ
れて、処理部２６が形成されている。取付板２１には、
取付板２１および集水管２０で画成される内部隙間部２
７内に延在するよう塩化ビニル等からなる両端開口の略
円筒状の揚水管２８が、集水管２０と同軸をなしかつそ
の外周面が集水管２０の内周面と所定の間隔をあけた状
態で固定されている。この固定状態で、揚水管２８は、
集水管２０の底部２０ａの若干上側位置まで延在して下
端開口部（吸出部）２９を開口させており、上端開口部
３０を取付板２１の流出孔２２に一致させている。これ
により、内部隙間部２７は処理部２６または揚水管２８
を介する以外でのフィルタカートリッジ１３の外部への
連通が不可とされている。

【００１１】ここで、フィルタカートリッジ１３は、フ
ロート１２に吊り下げられた状態でその軸方向が上下方
向に沿わされている。なお、フロート１２は、上部が水
面１０ａ上に位置するとともに、吊り下げたフィルタカ
ートリッジ１３の処理部２６が水面１０ａ下に位置する
ようその浮力が設定されている。

【００１２】揚水管２８の内側には、円筒状の空気噴出
管３２が隙間をもって挿通されており、該空気噴出管３
２は、下端部が揚水管２８内において下端開口部２９よ
り若干上側の中間所定位置まで延在され上端部が揚水管
２８より上方に突出された状態で、図示せぬ取付具によ
り揚水管２８に同軸をなして取り付けられている。な
お、空気噴出管３２の下端部にはその内部を外部に連通
させる空気噴出孔３４が複数形成されている。この空気
噴出管３２は、上端部に連結された連結管３５を介し
て、フロート１２の上側に固定された駆動装置１４に連
結されている。

【００１３】処理部２６の下側であって、外体１７の閉
塞部１７ｂ側と底部材２３と集水管２０の底部２０ａと
で画成される隙間には、円筒状の洗浄ノズル３７が挿通
されている。この洗浄ノズル３７には、その内部を外部
に連通させる空気噴出孔３８がほぼ全長にわたって多数
形成されている。この洗浄ノズル３７は、先端側が閉塞
されかつ基端側が外体１７の外側まで延在された状態で
該外体１７に固定されており、その基端側は、連結管３
９を介して駆動装置１４に連結されている。なお、洗浄
ノズル３７を前記隙間内で一つまたは複数の輪状に形成
し、その円周方向に空気噴出孔３８を複数形成するよう
にしてもよい。

【００１４】次に、駆動装置１４について説明する。駆
動装置１４は、フロート１２の上部に固定された筐体５
０内に、空気を供給するための空気圧縮機５８と、空気
圧縮機５８に接続されるとともにケーブルを介して岸側
に配置される外部電源５６（図２参照）に接続されるコ
ントローラ５９とが設けられ、また空気圧縮機５８の吐
出側の空気供給通路６０を、空気噴出管３２側の連結管
３５および洗浄ノズル３７側の連結管３９のいずれか一
方に選択的に切り換える切換弁６３が設けられている。
ここで、水質浄化装置１１は、コントローラ５９と、そ
れ以外の装置本体６２とで構成されている。

【００１５】コントローラ５９は、切換弁６３の切り換
えおよび空気圧縮機５８の駆動・停止を制御する。そし
て、コントローラ５９が切換弁６３により空気圧縮機５
８と空気噴出管３２側の連結管３５とを連通させると、
空気が空気噴出管３２に供給される。すると、供給され
た空気が空気噴出管３２の空気噴出孔３４から噴出さ
れ、気泡となって揚水管２８内を下から上へ移動し、こ
の気泡の移動で、該揚水管２８内に上方への水流すなわ
ちエアリフトが生じ、よって揚水管２８の内部隙間部２
７側の下端開口部２９から内部隙間部２７内の水すなわ
ちすでに処理部２６を通過した水を汲み上げ上部開口部
３０から外部に排出させる。

【００１６】これにより、強制的にフィルタカートリッ
ジ１３の側部外側の水すなわち特にアオコ等の藻類を多
く含む水面１０ａ近傍の水が、外体の集水孔１６から処
理部２６に至り該処理部２６を半径方向内方に通過して
集水管２０の流入孔１９から内部隙間部２７に至る。そ
して、上記処理部２６の通過時に、処理部２６を構成す
る濾過材に担持された好気性微生物により、アオコ等の
藻類や有機質浮遊物質、溶解性有機物質等が分解される
ことで水が浄化される。このようにして、処理部２６で
浄化された水が揚水管２８から外部に再び排出され、こ
のような水の環流で浄化対象の水域１０が浄化されるこ
とになる。

【００１７】他方、コントローラ５９が切換弁６３によ
り空気圧縮機５８と洗浄ノズル３７側の連結管３９とを
連通させると、供給された空気が洗浄ノズル３７の空気
噴出孔３８から噴出される。すると、該空気は、気泡と
なって、処理部２６内を主として上方に移動する。この
気泡の移動による衝撃等で、処理部２６を構成する濾過
材に振動が生じて、付着した微生物の分解後の微生物の
分解物質および浮遊無機物等が、剥離等され気泡の移動
で生じる水流で処理部２６の外部に運搬される。このよ
うにして処理部２６内に溜まった微生物の分解物質およ
び浮遊無機物等が除去され、処理部２６が洗浄される。

【００１８】ここで、水質浄化装置１１は、風等により
移動しないように、岸に図示せぬロープやワイヤ等でフ
ロート１２が連結されている。なお、上記空気圧縮機５
８、空気供給通路６０、連結管３５、空気噴出管３２お
よび揚水管２８が、エアリフトポンプ（ポンプ）６４を
構成しており、空気圧縮機５８、空気供給通路６０、連
結管３９および洗浄ノズル３７が洗浄装置６５を構成し
ている。

【００１９】次に、上記した第１の実施の形態の水質浄
化装置１１の作動をコントローラ５９の制御内容を中心
に図３に示すフローチャートを参照して以下に説明す
る。コントローラ５９は、外部電源５６から電力が供給
されると、制御をスタートさせ、該制御のスタートと同
時に、切換弁６３を空気圧縮機５８の吐出側を連結管３
５すなわちエアリフトポンプ６４の空気噴出管３２に連
通させるよう浄化側に切り換え、空気圧縮機５８を駆動
する。

【００２０】これにより、空気噴出管３２に空気が供給
される。すると、上述したように、供給された空気が空
気噴出管３２の空気噴出孔３４から噴出され、気泡とな
って、揚水管２８内で下から上への移動し、よって、揚
水管２８内に上方への水流が生じて、揚水管２８の下端
開口部２９から内部隙間部２７内の水が汲み上げられ上
部開口部３０から外部に排出される。これにより、強制
的にフィルタカートリッジ１３の側部外側の水が処理部
２６を半径方向内方に通過し内部隙間部２７に至って浄
化され、再び浄化対象の水域１０に流出される。

【００２１】ここで、コントローラ５９は、制御のスタ
ート後に、処理部２６の状態等から処理部２６の洗浄処
理を行うか否かの判断を行う（ステップＳＡ１）。な
お、洗浄処理を行うか否かの判断は、例えば、今回の浄
化処理の累積時間が所定時間に達した場合に洗浄処理を
行うと判断したり、フロート１２の水面１０ａに対する
高さを検出するセンサを設けて該センサでフロート１２
の水面１０ａに対する高さが所定値以下となったことが
検出された場合に処理部２６の重量が所定値より大きく
なったので洗浄処理を行うと判断したり、揚水管２８の
吸込み圧力を検出するセンサを設け該センサで揚水管２
８の吸込み圧力が所定値を越えたことが検出された場合
に揚水量が所定値より少なくなったので洗浄処理を行う
と判断したり等の種々の判断を採用することができる。

【００２２】そして、ステップＳＡ１で洗浄処理を行う
と判定した場合、以下のステップＳＡ２〜ＳＡ１８の洗
浄処理を実行する。まず、洗浄回数Ｎをリセットして
（ステップＳＡ２）、空気圧縮機５８を停止させ（ステ
ップＳＡ３）、さらに、切換弁６３を空気圧縮機５８と
洗浄ノズル３７側の連結管３９とを連通させる洗浄側に
切り換えて（ステップＳＡ４）、空気圧縮機５８を駆動
させるとともに（ステップＳＡ５）、洗浄回数Ｎを１加
算し（ステップＳＡ６）、あらかじめ設定された所定の
洗浄空気流量ｖ１の空気を、あらかじめ設定された所定
の洗浄時間ｔ１の間洗浄ノズル３７に供給させる（ステ
ップＳＡ７）。そして、その後、空気圧縮機５８を停止
させる（ステップＳＡ８）。ここで、上記のように洗浄
ノズル３７に空気を供給させている状態においては、供
給された空気が、洗浄ノズル３７の空気噴出孔３８から
噴出され、気泡となって、処理部２６内を主として上方
に移動し、処理部２６を構成する濾過材に振動を生じさ
せて、付着した微生物の分解後の微生物の分解物質およ
び浮遊無機物等を、剥離等させるとともに主として外円
筒部１７ａの集水孔１６から処理部２６の外に運搬す
る。

【００２３】次に、切換弁６３を空気圧縮機５８と空気
噴出管３８側の連結管３５とを連通させる浄化側に切り
換えて（ステップＳＡ９）、空気圧縮機５８を駆動させ
る（ステップＳＡ１０）。このとき、あらかじめ設定さ
れた所定の吸出空気流量ｖ２の空気を、あらかじめ設定
された所定の吸出時間ｔ２の間、空気噴出管３２に供給
させる（ステップＳＡ１１）。

【００２４】この状態においては、上述したように、供
給された空気が空気噴出管３２の空気噴出孔３４から噴
出され、気泡となって、揚水管２８内で下から上へ移動
し、よって、揚水管２８内に上方への水流が生じて、揚
水管２８の下端開口部２９から内部隙間部２７内の水が
汲み上げられ上部開口部３０から外部に排出される。す
ると、フィルタカートリッジ１３の処理部２６内の水が
内部隙間部２７に至って揚水管２８からフィルタカート
リッジ１３の外に排出されることになり、これにより、
上記洗浄ノズル３７からの空気噴出で、処理部２６を構
成する濾過材から剥離等されていた微生物の分解物質お
よび浮遊無機物等のうち、外円筒部１７ａの集水孔１６
との距離が大きい内部隙間部２７側に存在していたもの
が内部隙間部２７から揚水管２８で吸い出される。

【００２５】そして、処理部２６の状態等から処理部２
６の洗浄処理を終了するか否かの判断を行う（ステップ
ＳＡ１２）。そして、洗浄を続けるときは、ステップＳ
Ａ３に戻る。ここで、処理部２６の洗浄処理を終了する
か否かの判断は、例えば、今回の洗浄処理の累積時間が
所定時間に達した場合に洗浄処理を終了すると判断した
り、フロート１２の水面１０ａに対する高さを検出する
センサを設けて該センサでフロート１２の水面１０ａに
対する高さが所定値を越えたことが検出された場合に処
理部２６の重量が所定値より小さくなったので洗浄処理
を終了すると判断したり、揚水管２８の吸込み圧力を検
出するセンサを設け該センサで揚水管２８の吸込み圧力
が所定値以下となったことが検出された場合に揚水量が
所定値より多くなったので洗浄処理を終了すると判断し
たり等の種々の判断を採用することができる。

【００２６】なお、ステップＳＡ６においてカウントさ
れる洗浄回数Ｎに応じて、図４〜図７に示すように、洗
浄時間ｔ１、吸出時間ｔ２、洗浄空気流量ｖ１および吸
出空気流量ｖ２を制御することができる。すなわち、洗
浄時間ｔ１については、洗浄回数Ｎが多くなるにしたが
って、比例的に小さくなるパターン（図４（ａ））、比
例的に大きくなるパターン（図４（ｂ））、あるいは一
定のパターン（図４（ｃ））のいずれかで制御し、ま
た、吸出時間ｔ２についても、同様に、洗浄回数Ｎが多
くなるにしたがって、比例的に小さくなるパターン（図
５（ａ））、比例的に大きくなるパターン（図５
（ｂ））、あるいは一定のパターン（図５（ｃ））のい
ずれかで制御し、さらに、洗浄空気流量ｖ１について
も、洗浄回数Ｎが多くなるにしたがって、比例的に小さ
くなるパターン（図６（ａ））、比例的に大きくなるパ
ターン（図６（ｂ））、あるいは一定のパターン（図６
（ｃ））のいずれかで制御し、同様に、吸出空気流量ｖ
２についても、洗浄回数Ｎが多くなるにしたがって、比
例的に小さくなるパターン（図７（ａ））、比例的に大
きくなるパターン（図７（ｂ））、あるいは一定のパタ
ーン（図７（ｃ））のいずれかで制御する。また、その
ときの洗浄時間ｔ１と吸出時間ｔ２との関係を、ｔ１＝
ｔ２，ｔ１＞ｔ２，ｔ１＜ｔ２のいずれかに設定する。

【００２７】ステップＳＡ１２で洗浄処理を完了すると
判断すると、空気圧縮機５８を停止させ（ステップＳＡ
１３）、その後、切換弁６３を空気圧縮機５８と洗浄ノ
ズル３７側の連結管３９とを連通させる洗浄側に切り換
えて（ステップＳＡ１４）、空気圧縮機５８を駆動させ
（ステップＳＡ１５）、あらかじめ設定された所定の洗
浄空気流量ｖ１の空気を、あらかじめ設定された所定の
洗浄時間ｔ１の間洗浄ノズル３７に供給させる（ステッ
プＳＡ１６）。そして、その後、空気圧縮機５８を停止
させ（ステップＳＡ１７）、この停止状態をあらかじめ
設定された所定時間ｔ３の間維持する（ステップＳＡ１
８）。これにより、洗浄処理が完了する。以上のように
して、処理部２６内に溜まった微生物の分解物質および
浮遊無機物等が除去され、処理部２６が洗浄される。そ
の後、浄化処理を再開する。

【００２８】以上に述べた第１の実施の形態の水質浄化
装置１１によれば、コントローラ５９が、洗浄処理とし
て、洗浄装置６５の運転とエアリフトポンプ６４の運転
とを交互に、しかも必要に応じて繰り返し行うことにな
るため、洗浄装置６５の運転でフィルタカートリッジ１
３の外周側部分にある、該洗浄装置６５の運転により処
理部２６から剥離された微生物の分解物質および浮遊無
機物等が外部に排出され、他方、エアリフトポンプ６４
の運転で、処理部２６から剥離された微生物の分解物質
および浮遊無機物等のうち、フィルタカートリッジ１３
の外部との距離が大きい内周側部分すなわち内部隙間部
２７側にある微生物の分解物質および浮遊無機物等が揚
水管２８から吸出されることになる。したがって、フィ
ルタカートリッジ１３の全体にわたって良好に洗浄を行
うことができる。

【００２９】しかも、洗浄処理中に、洗浄装置６５の運
転とエアリフトポンプ６５の運転とを交互に行わせるた
め、洗浄装置６５とエアリフトポンプ６４とが同時に運
転されることがなく、よって、処理部２６の外周側部分
にあって洗浄装置６５の作動で外部に排出されるべき微
生物の分解物質および浮遊無機物等が、エアリフトポン
プ６４の吸出しによる水流で処理部２６内に残留してし
まうことを防止できる。したがって、より確実に、フィ
ルタカートリッジ１３の全体にわたって良好に洗浄を行
うことができる。

【００３０】次に、本発明の第２の実施の形態の水質浄
化装置を図８および図９を参照して、第１の実施の形態
との相違部分を中心に以下に説明する。第２の実施の形
態の水質浄化装置１１においては、図８に示すように、
第１の実施の形態の切換弁６３を有しておらず、空気噴
出管３２側の連結管３５にその吐出側が直接連結される
浄化用空気圧縮機５８Ａと、洗浄ノズル３７側の連結管
３９にその吐出側が直接連結される洗浄用空気圧縮機５
８Ｂとをそれぞれ別々に駆動装置１４に設け、コントロ
ーラ５９が、これらの駆動・停止をそれぞれ別々に制御
するようになっている。なお、この場合、浄化用空気圧
縮機５８Ａ、連結管３５、空気噴出管３２および揚水管
２８が、エアリフトポンプ（ポンプ）６４を構成してお
り、洗浄用空気圧縮機５８Ｂ、連結管３９および洗浄ノ
ズル３７が洗浄装置６５を構成している。

【００３１】この第２の実施の形態の水質浄化装置１１
の作動をコントローラ５９の制御内容を中心に図９に示
すフローチャートを参照して以下に説明する。コントロ
ーラ５９は、第１の実施の形態と同様、外部電源５６か
ら電力が供給されると、制御をスタートさせ、該制御の
スタートと同時に、浄化用空気圧縮機５８Ａすなわちエ
アリフトポンプ６４を駆動して空気噴出管３２から空気
を噴出させて浄化処理を実行させる。このとき、洗浄用
空気圧縮機５８Ｂは、停止状態とする。

【００３２】ここで、コントローラ５９は、制御のスタ
ート後に、第１の実施の形態と同様の判断基準で、処理
部２６の状態等から処理部２６の洗浄処理を行うか否か
の判断を行う（ステップＳＢ１）。そして、ステップＳ
Ｂ１で洗浄処理を行うと判定した場合、以下のステップ
ＳＢ２〜ＳＢ８の洗浄処理を実行する。

【００３３】まず、洗浄回数Ｎをリセットして（ステッ
プＳＢ２）、洗浄ノズル３７側の連結管３９に連結され
た洗浄用空気圧縮機５８Ｂすなわち洗浄装置６５を駆動
させる（ステップＳＢ３）。このとき、あらかじめ設定
された所定の洗浄空気流量ｖ１の空気を、あらかじめ設
定された所定の洗浄時間ｔ１の間、洗浄ノズル３７に供
給させ、これと同じ間、浄化処理状態から運転状態が維
持されているエアリフトポンプ６４の浄化用空気圧縮機
５８Ａからあらかじめ設定された所定の洗浄空気流量ｖ
２の空気を空気噴出管３２に供給させる（ステップＳＢ
４）。そして、洗浄回数Ｎを１加算し（ステップＳＢ
５）、洗浄時間ｔ１の経過後、洗浄用空気圧縮機５８Ｂ
のみを停止させる（ステップＳＢ６）。

【００３４】ここで、上記のように洗浄ノズル３７に空
気を供給させている状態においては、供給された空気
が、洗浄ノズル３７の空気噴出孔３８から噴出され、気
泡となって、処理部２６内を主として上方に移動し、処
理部２６を構成する濾過材に振動を生じさせて、付着し
た微生物の分解後の微生物の分解物質および浮遊無機物
等を、剥離等させるとともに主として外円筒部１７ａの
集水孔１６から処理部２６の外部に運搬する。また、こ
のとき、エアリフトポンプ６４も駆動中であるため、フ
ィルタカートリッジ１３の処理部２６内の水が内部隙間
部２７に至って揚水管２８からフィルタカートリッジ１
３の外部に排出されることになり、これにより、上記洗
浄ノズル３７からの空気噴出で処理部２６を構成する濾
過材から剥離等される微生物の分解物質および浮遊無機
物等のうち、外円筒部１７ａの集水孔１６との距離が大
きい内部隙間部２７側に存在しているものが内部隙間部
２７から揚水管２８で吸い出される。

【００３５】次に、洗浄用空気圧縮機５８Ｂの停止状態
を、あらかじめ設定された所定時間ｔ３の間維持する
（ステップＳＢ７）。その後、処理部２６の状態等から
処理部２６の洗浄処理を終了するか否かの判断を、第１
の実施の形態と同様の判断基準により行う（ステップＳ
Ｂ８）。そして、洗浄処理を続けるときは、ステップＳ
Ｂ３に戻って、洗浄用空気圧縮機５８Ｂを駆動させる。
洗浄処理を完了すると判断すると、その後、浄化処理を
再開する。

【００３６】なお、ステップＳＢ５においてカウントさ
れる洗浄回数Ｎに応じて、洗浄時間ｔ１については、洗
浄回数Ｎが多くなるにしたがって、比例的に小さくなる
パターン、比例的に大きくなるパターン、あるいは一定
のパターンのいずれかで制御し、また、待機時間ｔ３に
ついても、同様に、洗浄回数Ｎが多くなるにしたがっ
て、比例的に小さくなるパターン、比例的に大きくなる
パターン、あるいは一定のパターンのいずれかで制御
し、さらに、洗浄空気流量ｖ１についても、洗浄回数Ｎ
が多くなるにしたがって、比例的に小さくなるパター
ン、比例的に大きくなるパターン、あるいは一定のパタ
ーンのいずれかで制御し、同様に、吸出空気流量ｖ２に
ついても、洗浄回数Ｎが多くなるにしたがって、比例的
に小さくなるパターン、比例的に大きくなるパターン、
あるいは一定のパターンのいずれかで制御する。

【００３７】このような構成の第２の実施の形態の水質
浄化装置１１によれば、コントローラ５９が、洗浄処理
として、洗浄装置６５を必要に応じて断続運転させると
ともに、該洗浄装置６５の運転中にエアリフトポンプ６
４を常時運転させることになるため、洗浄装置６５の運
転でフィルタカートリッジ１３の外周側部分にある、処
理部２６から剥離された微生物の分解物質および浮遊無
機物等が外部に排出され、他方、エアリフトポンプ６４
の運転で、処理部２６から剥離された微生物の分解物質
および浮遊無機物等のうち、フィルタカートリッジ１３
の外部との距離が大きい内周側部分にある微生物の分解
物質および浮遊無機物等が揚水管２８から吸出されるこ
とになる。したがって、第１の実施の形態と同様、フィ
ルタカートリッジ１３の全体にわたって良好に洗浄を行
うことができる。

【００３８】次に、本発明の第３の実施の形態の水質浄
化装置を図１０および図１１を参照して、第１，第２の
実施の形態との相違部分を中心に以下に説明する。第３
の実施の形態においては、図１０に示すように、処理水
域１０に多数（具体的には２１台）の装置本体６２ａ〜
６２ｕが設けられており、これらの装置本体６２ａ〜６
２ｕのそれぞれに設けられたコントローラ５９はすべて
電気的に接続され電気的に一つのものとされている。

【００３９】装置本体６２ａ〜６２ｕは、水域１に格子
の交点をなすように配置されており、制御上、その中心
に位置する装置本体６２ａをマスタとし、該マスタの装
置本体６２ａから最も距離が短い四台の装置本体６２ｂ
〜６２ｅをスレイブＡとし、これらスレイブＡの装置本
体６２ｂ〜６２ｅの外側にあってこれらから最も距離が
短い八台の装置本体６２ｆ〜６２ｍをスレイブＢとし、
さらに、これらスレイブＢの装置本体６２ｆ〜６２ｍの
外側にある残りの八台の装置本体６２ｎ〜６２ｕをスレ
イブＣとして、マスタ、スレイブＡ、スレイブＢおよび
スレイブＣの四種類に区分している。

【００４０】この第３の実施の形態の水質浄化装置１１
の作動をコントローラ５９の制御内容を中心に図１１に
示すフローチャートを参照して以下に説明する。コント
ローラ５９は、第１，第２の実施の形態と同様、外部電
源５６から電力が供給されると、制御をスタートさせ、
該制御のスタートと同時に、空気噴出管３２から空気を
噴出させて浄化処理を実行させる。

【００４１】ここで、コントローラ５９は、制御のスタ
ート後に、第１，第２の実施の形態と同様の判断基準
で、処理部２６の状態等から処理部２６の洗浄処理を行
うか否かの判断を行う。なお、第３の実施の形態では、
装置本体６２ａ〜６２ｕが多数あるため、例えば、すべ
ての装置本体６２ａ〜６２ｕに対し判断を行うとともに
いずれか所定台数（一台〜全台）のものが洗浄処理を行
うと判断された場合、あるいは、マスタである装置本体
６２ａ等あらかじめ定められた所定のものについてのみ
判断を行い、これが洗浄処理を行うと判断された場合等
の条件下において、以下のステップＳＣ１〜ＳＣ２７の
洗浄処理を実行する。

【００４２】まず、マスタの装置本体６２ａについて、
浄化処理動作を開始させるとともに、それ以外のスレイ
ブＡ，Ｂ，Ｃの装置本体６２ｂ〜６２ｕについては、浄
化処理の状態すなわち空気噴出管３２に空気を供給する
状態を維持する（ステップＳＣ１）。マスタの装置本体
６２ａについて、洗浄回数Ｎを１加算し（ステップＳＣ
２）、あらかじめ設定された所定の洗浄空気流量ｖ１の
空気を、あらかじめ設定された所定の洗浄時間ｔ１の
間、洗浄ノズル３７に供給させ洗浄処理を行う（ステッ
プＳＣ３）。そして、洗浄時間ｔ１の経過後、マスタの
装置本体６２ａについて、エアリフトポンプ６４の空気
噴出管３８に空気を供給させる状態とし（ステップＳＣ
４）、あらかじめ設定された所定の吸出空気流量ｖ２
を、あらかじめ設定された所定の吸出時間ｔ２の間、空
気噴出管３２に供給させる（ステップＳＣ５）。

【００４３】その後、マスタの装置本体６２ａについ
て、処理部２６の状態等から処理部２６の洗浄処理を終
了するか否かの判断を、第１，第２の実施の形態と同様
の判断基準により行う（ステップＳＣ６）。そして、洗
浄処理を続けるときは、ステップＳＣ１に戻る。

【００４４】一方、マスタの装置本体６２ａについて、
洗浄処理を完了すると判断すると、洗浄処理動作を完了
させ、洗浄処理も浄化処理も停止させた状態、すなわち
空気噴出管３２にも洗浄ノズル３７にも空気が供給され
ない状態とし、スレイブＡのすべての装置本体６２ｂ〜
６２ｅについて、浄化処理動作を開始させるとともに、
それ以外のスレイブＢ，Ｃの装置本体６２ｆ〜６２ｕに
ついては、浄化処理の状態すなわち空気噴出管３２に空
気を供給する状態を維持する（ステップＳＣ７）。

【００４５】スレイブＡのすべての装置本体６２ｂ〜６
２ｅについて、洗浄回数Ｎを１加算し（ステップＳＣ
８）、あらかじめ設定された所定の洗浄空気流量ｖ１の
空気を、あらかじめ設定された所定の洗浄時間ｔ１の
間、洗浄ノズル３７に供給させ洗浄処理を行う（ステッ
プＳＣ９）。そして、洗浄時間ｔ１の経過後、スレイブ
Ａのすべての装置本体６２ｂ〜６２ｅについて、エアリ
フトポンプ６４の空気噴出管３８に空気を供給させる状
態とし（ステップＳＣ１０）、あらかじめ設定された所
定の吸出空気流量ｖ２を、あらかじめ設定された所定の
吸出時間ｔ２の間、空気噴出管３２に供給させる（ステ
ップＳＣ１１）。

【００４６】その後、スレイブＡのすべての装置本体６
２ｂ〜６２ｅについて、処理部２６の状態等から処理部
２６の洗浄処理を終了するか否かの判断を、第１，第２
の実施の形態と同様の判断基準により行う（ステップＳ
Ｃ１２）。そして、洗浄処理を続けるときは、ステップ
ＳＣ７に戻る。

【００４７】一方、スレイブＡのすべての装置本体６２
ｂ〜６２ｅについて、洗浄処理を完了すると判断する
と、これらすべてについて洗浄処理動作を完了させ、マ
スタの装置本体６２ａとともに、洗浄処理も浄化処理も
停止させた状態、すなわち空気噴出管３２にも洗浄ノズ
ル３７にも空気が供給されない状態とし、スレイブＢの
すべての装置本体６２ｆ〜６２ｍについて、浄化処理動
作を開始させるとともに、スレイブＣの装置本体６２ｎ
〜６２ｕについては、浄化処理の状態すなわち空気噴出
管３２に空気を供給する状態を維持する（ステップＳＣ
１３）。

【００４８】スレイブＢのすべての装置本体６２ｆ〜６
２ｍについて、洗浄回数Ｎを１加算し（ステップＳＣ１
４）、あらかじめ設定された所定の洗浄空気流量ｖ１の
空気を、あらかじめ設定された所定の洗浄時間ｔ１の
間、洗浄ノズル３７に供給させ洗浄処理を行う（ステッ
プＳＣ１５）。そして、洗浄時間ｔ１の経過後、スレイ
ブＢのすべての装置本体６２ｆ〜６２ｍについて、エア
リフトポンプ６４の空気噴出管３２に空気を供給させる
状態とし（ステップＳＣ１６）、あらかじめ設定された
所定の吸出空気流量ｖ２を、あらかじめ設定された所定
の吸出時間ｔ２の間、空気噴出管３２に供給させる（ス
テップＳＣ１７）。

【００４９】その後、スレイブＢのすべての装置本体６
２ｆ〜６２ｍについて、処理部２６の状態等から処理部
２６の洗浄処理を終了するか否かの判断を、第１，第２
の実施の形態と同様の判断基準により行う（ステップＳ
Ｃ１８）。そして、洗浄処理を続けるときは、ステップ
ＳＣ１３に戻る。

【００５０】一方、スレイブＢのすべての装置本体６２
ｆ〜６２ｍについて、洗浄処理を完了すると判断する
と、これらすべてについて洗浄処理動作を完了させ、マ
スタおよびスレイブＡの装置本体６２ａ〜６２ｅととも
に、洗浄処理も浄化処理も停止させた状態、すなわち空
気噴出管３２にも洗浄ノズル３７にも空気が供給されな
い状態とし、スレイブＣのすべての装置本体６２ｎ〜６
２ｕについて、浄化処理動作を開始させる（ステップＳ
Ｃ１９）。

【００５１】スレイブＣのすべての装置本体６２ｎ〜６
２ｕについて、洗浄回数Ｎを１加算し（ステップＳＣ２
０）、あらかじめ設定された所定の洗浄空気流量ｖ１の
空気を、あらかじめ設定された所定の洗浄時間ｔ１の
間、洗浄ノズル３７に供給させ洗浄処理を行う（ステッ
プＳＣ２１）。そして、洗浄時間ｔ１の経過後、スレイ
ブＣのすべての装置本体６２ｎ〜６２ｕについて、エア
リフトポンプ６４の空気噴出管３２に空気を供給させる
状態とし（ステップＳＣ２２）、あらかじめ設定された
所定の吸出空気流量ｖ２を、あらかじめ設定された所定
の吸出時間ｔ２の間、空気噴出管３２に供給させる（ス
テップＳＣ２３）。

【００５２】その後、スレイブＣのすべての装置本体６
２ｎ〜６２ｕについて、処理部２６の状態等から処理部
２６の洗浄処理を終了するか否かの判断を、第１，第２
の実施の形態と同様の判断基準により行う（ステップＳ
Ｃ２４）。そして、洗浄処理を続けるときは、ステップ
ＳＣ１９に戻る。

【００５３】一方、スレイブＣのすべての装置本体６２
ｎ〜６２ｕについて、洗浄処理を完了すると判断する
と、これらすべてについて洗浄処理動作を完了させ、マ
スタ、スレイブＡおよびスレイブＢの装置本体６２ａ〜
６２ｍとともに、洗浄処理も浄化処理も停止させた状
態、すなわち空気噴出管３２にも洗浄ノズル３７にも空
気が供給されない状態とし（ステップＳＣ２５）、この
停止状態をあらかじめ設定された所定時間ｔ３の間維持
する（ステップＳＣ２６）。これにより、洗浄処理が完
了する。以上のようにして、すべての装置本体６２ａ〜
６２ｕの処理部２６内に溜まった微生物の分解物質およ
び浮遊無機物等が除去され、処理部２６が洗浄される。
その後、マスタ、スレイブＡ、スレイブＢおよびスレイ
ブＣのすべての装置本体６２ａ〜６２ｕに対する洗浄回
数Ｎをリセットして（ステップＳＣ２７）、浄化処理を
再開する。

【００５４】なお、第３の実施の形態において、装置本
体６２ａ〜６２ｕについては、第１，第２のいずれの実
施の形態のものを採用することもでき、第１の実施の形
態のものを採用した場合、個々の装置本体６２ａ〜６２
ｕについての洗浄処理動作も第１の実施の形態の洗浄処
理動作が採用されることになり、第２の実施の形態のも
のを採用した場合、個々の装置本体６２ａ〜６２ｕにつ
いての洗浄処理動作も第２の実施の形態の洗浄処理動作
が採用されることになる。

【００５５】このような構成の第３の実施の形態の水質
浄化装置１１によれば、複数の装置本体６２ａ〜６２ｕ
が設けられている場合に、これら装置本体６２ａ〜６２
ｕを、中央のものから外側のものに向かって順に洗浄処
理を行わせるとともに、洗浄処理中のものより中央側の
ものはエアリフトポンプ６４を停止させ洗浄処理中のも
のより外側のものはエアリフトポンプ６４を運転させる
ことになるため、洗浄中のものから外部に排出された微
生物の分解物質および浮遊無機物等が該洗浄中のものよ
り外側のものに順次吸い込まれることになり、よって、
微生物の分解物質および浮遊無機物等を中央のものから
順次外側のものに向かって移動させることができ、最終
的にこれら全体のさらに外側に洗浄により排出された微
生物の分解物質および浮遊無機物等を排出させることが
できる。

【００５６】加えて、以上の第１〜第３の実施の形態に
おいては、空気噴出管３２から揚水管２８内の下部近傍
に空気を噴出するエアリフトポンプ６４を用いるため、
処理部２６への水の通過による浄化は勿論、処理部２６
内への好気性微生物への空気供給と、処理水域１０の溶
存酸素の維持による魚等生態系の維持とが、容易な構造
で実現でき、よって、設備コストおよび運転コストを低
減させることができ、浄化処理を容易かつ安価に実施で
きる。加えて、処理部２６がパッケージ化されたフィル
タカートリッジ１３として着脱自在に設けられているた
め、その製造性が向上でき、量産化が容易に実現できる
とともに、水質浄化装置１１の保守管理が容易となる。

【００５７】さらに、処理部２６の濾過材に木炭を用い
ており、該木炭は、気孔率および比表面積が極めて大き
く、また、好気性微生物の生化学反応に必要なナトリウ
ム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、マ
グネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛
（Ｚｎ）等の元素を含有しているため、木炭の単位重量
当りの好気性微生物の担持量が増大し、好気性微生物を
良好に担持でき、よって、浄化処理効率を向上すること
ができる。また、木炭は、気孔径が活性炭より大きいた
め、担持される好気性微生物により気孔が閉塞されるこ
とを抑制することができるとともに、活性炭に担持可能
なバクテリアやプランクトン等の微生物の他に、微小動
物等の好気性微生物も担持でき、浄化処理効率を向上す
ることができる。加えて、好気性微生物が分解不可な無
機農薬や十分処理されていない工場排水等が、水域１０
に誤って流入することがあっても、木炭に吸着すること
ができ、水域１０の生態系を良好に維持することができ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の水質浄化装置によれば、コントローラが、洗浄処
理として、洗浄装置の運転中にポンプを運転させること
になるため、洗浄装置の運転によりフィルタから剥離さ
れた微生物の分解物質および浮遊無機物等のうち、フィ
ルタ外との距離が大きいポンプの吸出部近傍の内側部分
にある微生物の分解物質および浮遊無機物等がポンプの
吸出部から吸出されることになる。他方、外部に近いフ
ィルタの外側部分にある微生物の分解物質および浮遊無
機物等は、洗浄装置の作動で外部に排出されることにな
る。したがって、フィルタの全体にわたって良好に洗浄
を行うことができる。

【００５９】本発明の請求項２記載の水質浄化装置によ
れば、コントローラが、洗浄処理として、洗浄装置の運
転とポンプの運転とを交互に行わせるため、洗浄装置の
運転によりフィルタから剥離された微生物の分解物質お
よび浮遊無機物等のうち、フィルタ外との距離が大きい
ポンプの吸出部近傍の内側部分にある微生物の分解物質
および浮遊無機物等がポンプの吸出部から吸出されるこ
とになる。他方、外部に近いフィルタの外側部分にある
微生物の分解物質および浮遊無機物等は、洗浄装置の作
動で外部に排出されることになる。しかも、洗浄装置の
運転とポンプの運転とを交互に行わせるため、洗浄装置
とポンプとが同時に運転されることがなく、よって、外
部に近いフィルタの外側部分にあって洗浄装置の作動で
外部に排出されるべき微生物の分解物質および浮遊無機
物等が、ポンプの吸出しによる水流でフィルタ内に残留
してしまうことを防止できる。したがって、より確実に
フィルタの全体にわたって良好に洗浄を行うことができ
る。

【００６０】本発明の請求項３記載の水質浄化装置によ
れば、装置本体が複数設けられている場合に、洗浄中の
装置本体から外部に排出された微生物の分解物質および
浮遊無機物等が該洗浄中の装置本体より外側の装置本体
に順次吸い込まれることになるため、微生物の分解物質
および浮遊無機物等を中央のものから順次外側のものに
向かって移動させることができ、最終的にこれら装置本
体の全体のさらに外側に洗浄により排出された微生物の
分解物質および浮遊無機物等を排出させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置を
示す側断面図である。

【図２】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置の
駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図３】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置の
コントローラの制御内容を示すフローチャートである。

【図４】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置の
洗浄回数Ｎに対する洗浄時間ｔ１の関係を示す、３つの
パターンのグラフである。

【図５】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置の
洗浄回数Ｎに対する吸出時間ｔ２の関係を示す、３つの
パターンのグラフである。

【図６】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置の
洗浄回数Ｎに対する洗浄空気流量ｖ１の関係を示す、３
つのパターンのグラフである。

【図７】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置の
洗浄回数Ｎに対する吸出空気流量ｖ２の関係を示す、３
つのパターンのグラフである。

【図８】 本発明の第２の実施の形態の水質浄化装置の
駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図９】 本発明の第２の実施の形態の水質浄化装置の
コントローラの制御内容を示すフローチャートである。

【図１０】 本発明の第３の実施の形態の水質浄化装置
の装置本体の配置を示す平面図である。

【図１１】 本発明の第３の実施の形態の水質浄化装置
のコントローラの制御内容を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０ 水域 １０ａ 水面 １３ フィルタカートリッジ（フィルタ） ２９ 下端開口部（吸出部） ５９ コントローラ（制御手段） ６２ 装置本体 ６４ エアリフトポンプ（ポンプ） ６５ 洗浄装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浄化対象の水域に配置されるフィルタ
   と、該フィルタ内に配置された吸出部から水を吸出すこ
   とにより該フィルタの外側から吸出部に向け水流を発生
   させるポンプと、前記フィルタ内に空気を導入して洗浄
   を行う洗浄装置と、を有する装置本体と、 前記ポンプおよび洗浄装置を制御するコントローラと、
   を具備し、 前記コントローラは、洗浄処理として、前記洗浄装置を
   運転させるとともに、該洗浄装置の運転中に前記ポンプ
   を運転させることを特徴とする水質浄化装置。
2. 【請求項２】 浄化対象の水域に配置されるフィルタ
   と、該フィルタ内に配置された吸出部から水を吸出すこ
   とにより該フィルタの外側から吸出部に向け水流を発生
   させるポンプと、前記フィルタ内に空気を導入して洗浄
   を行う洗浄装置と、を有する装置本体と、 前記ポンプおよび洗浄装置を制御するコントローラと、
   を具備し、 前記コントローラは、洗浄処理として、前記洗浄装置の
   運転と前記ポンプの運転とを交互に行わせることを特徴
   とする水質浄化装置。
3. 【請求項３】 前記装置本体が複数設けられており、前
   記コントローラは、これら装置本体を、中央のものから
   外側のものに向かって順に前記洗浄処理を行わせるとと
   もに、洗浄処理中の装置本体より中央側のものは前記ポ
   ンプを停止させ洗浄処理中の装置本体より外側のものは
   前記ポンプを運転させることを特徴とする請求項１また
   は２記載の水質浄化装置。