JPH1028986A

JPH1028986A - 水質浄化装置

Info

Publication number: JPH1028986A
Application number: JP8189783A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Ootsuka; 典彰大塚; Hideaki Ikeda; 英明池田; Daisuke Tanabe; 大輔田辺
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】位置的な通水量の差を小さくして、浄化フィ
ルタの全体を有効に使用することができる水質浄化装置
を提供する。【解決手段】浄化対象１０の水面１０ａ下に配置され
る浄化フィルタ３４と、該浄化フィルタ３４内に配置さ
れた吸込部３２から水を吸引するポンプ５３とを有し、
吸込部３２の位置を浄化フィルタ３４の略中心位置に配
置してなることにより、浄化フィルタ３４における、吸
込部３２から最も遠い位置と最も近い位置との距離差が
小さくなり、よって、位置的な通水量の差が小さくな
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、上面
および下面が閉塞された円筒状の浄化フィルタと、この
浄化フィルタの内側の下部に配置された吸込部から吸込
管を介して水を吸込むことにより、浄化フィルタに、開
放された半径方向の外周面から内周面方向に水流を生じ
させるポンプとを有し、ポンプで水が浄化フィルタの半
径方向の外周面から内周面に流される間に、該水の汚染
物質を浄化フィルタで浄化するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように浄化フィルタ内の下部に配置された吸込部から水
を吸引させる従来の装置では、吸込部に近い浄化フィル
タの下部の通水量が多く、吸込部から遠い浄化フィルタ
上部の通水量が少なくなり、しかも、吸込部から最も近
い浄化フィルタ下部と最も遠い浄化フィルタ上部との距
離差が大きいため、通水量の差がかなり大きくなってし
まう。よって、浄化フィルタ全体を有効に使用できない
という問題があった。したがって、本発明の目的は、位
置的な通水量の差を小さくして、浄化フィルタの全体を
有効に使用する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
の水面下に配置される浄化フィルタと、該浄化フィルタ
内に配置された吸込部から水を吸引するポンプとを有
し、前記吸込部の位置を前記浄化フィルタの略中心位置
に配置してなることを特徴としている。これにより、ポ
ンプの吸込部の位置を浄化フィルタの略中心位置に配置
してなるため、浄化フィルタにおける、吸込部から最も
遠い位置と最も近い位置との距離差が小さくなり、よっ
て、位置的な通水量の差が小さくなって、浄化フィルタ
の全体にわたって通水量が略一定することになる。

【０００５】また、本発明の請求項２記載の水質浄化装
置は、請求項１記載のものに関して、前記浄化フィルタ
は、周囲の全方向から通水可能とされていることを特徴
としている。これにより、浄化フィルタが周囲の全方向
から通水可能とされているため、位置的な通水量の差が
小さい状態で、浄化フィルタの全方向から通水させるこ
とができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の水質浄化装置の第１の実
施の形態を図１〜図４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閉
鎖系の浄化対象１０の水面１０ａ下に図示せぬ水底に固
定された状態で配置される浄化処理ユニット１２と、陸
側に設置される駆動装置１３（図２参照）とから構成さ
れている。なお、以下の説明における上下は配置時の状
態における上下である。

【０００７】まず、浄化処理ユニット１２について説明
する。浄化処理ユニット１２は、略円筒状に形成される
とともに多数の通水孔１５が全面に形成された円筒部１
６と、該円筒部１６の下端開口側を閉塞するよう取り付
けられるとともに多数の通水孔１７が全面に形成された
円板部１８と、その上端開口側を閉塞するよう取り付け
られるとともに、端部に取付孔１９が形成されかつ多数
の通水孔２０が全面に形成された円板部２１とからなる
外体２２を有している。ここで、外体２２は、その直径
（Ｄ）と高さ（Ｈ）とが等しくされている（図３参
照）。

【０００８】この外体２２には、第一管部２４と第二管
部２５と第三管部２６とからなる略Ｊ字形状の円筒の吸
込管２７が設けられている。第一管部２４は、一端側に
フランジ部２８を有しており、取付孔１９に挿通された
状態でフランジ部２８において円板部２１に取り付けら
れている。この取付状態で、第一管部２４は、円筒部１
６の内側に近接しかつ外体２２の中心軸線に平行をなす
とともに、上端側が取付孔１９から上方に突出されその
開口部２４ａを水面１０ａ下において上方に開口させ、
さらに下端側が下側の円板部１８の近傍まで延在してい
る。同取付状態で、第二管部２５は、第一管部２４の下
端から連続して外体２２の中心軸線方向に向くよう湾曲
し円板部１８に沿って外体２２の中心軸線の近傍まで延
在してさらに該中心軸線に沿って上方を向くよう湾曲し
ている。同取付状態で、第三管部２６は、第二管部２５
の第一管部２４に対し反対側から連続して外体２２の中
心軸線上を高さ方向の略中心位置まで延在して開口部２
６ａを上方に向けている。

【０００９】この吸込管２７の開口部２６ａには、後述
する木炭３０の侵入を防ぐ目的で、該開口部２６ａを覆
うように多数の吸込孔３１が全面に軸線方向に貫通形成
された略円板状の集水フィルタ（吸込部）３２が取り付
けられている。ここで、集水フィルタ３２の上面の径方
向における中心位置は、図３に概略的に示すように、外
体２２の径方向における中心位置（Ｄ／２の位置）であ
って高さ方向における中心位置（Ｈ／２の位置）となる
点に、一致されている。そして、外体２２の内側の隙間
には、通水孔１５，１７，２０および吸込孔３１より径
大の濾過材としての木炭３０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３３が形
成されている。なお、処理部３３と外体２２とで浄化フ
ィルタ３４が構成されている。

【００１０】円筒部１６の第一管部２４の配置位置の外
側には、空気噴出管３６が、該第一管部２４と平行をな
し吸込管２７のフランジ部２８に固定された状態で設け
られており、該空気噴出管３６は、下端側が外体２２の
中心方向に屈曲して円筒部１６を通って第一管部２４の
下部に挿入されて、該第一管部２４内で上方に屈曲され
ている。空気噴出管３６は、該第一管部２４内に位置す
る側の一端部に内外を貫通させる空気噴出孔３７が多数
設けられており、他端部に屈曲形状の連結管３８を介し
て連結ホース３９が連結されている。空気噴出管３６
は、この連結ホース３９を介して、陸側に固定された駆
動装置１３に連結されている。

【００１１】外体２２の下側には、該外体２２を水底に
固定するための支持部材４１が取り付けられている。ま
た、外体２２の外側には、先端側が閉塞された円筒状の
洗浄ノズル４２が支持部材４１に支持固定された状態で
設けられている。この洗浄ノズル４２は、固定状態にお
いて、その一側を円板部１８の下側に沿わせており、こ
の部分には、その内部を外部に連通させる空気噴出孔４
３が多数所定の間隔でほぼ全長にわたって形成されてい
る。この洗浄ノズル４２の他側は、円筒部１６の外側で
あって空気噴出管３６に対し反対側の位置に円筒部１６
の軸線と平行に延在されており、その上端部に屈曲形状
の連結管４４を介して連結ホース４５が連結されてい
る。洗浄ノズル４２は、この連結ホース４５を介して駆
動装置１３に連結されている。なお、洗浄ノズル４２を
円板部１８の下側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４３を多数形成してもよい。

【００１２】次に、駆動装置１３について説明する。駆
動装置１３は、陸側に固定される筐体４７を有してお
り、図２に示すように、連結ホース３９および連結ホー
ス４５は、筐体４７内で電磁三方切換弁（以下、切換弁
と称す）４８に連結され、該切換弁４８を介して一つの
空気圧縮機４９に連結されている。該切換弁４８は、空
気圧縮機４９の吐出側を、連結ホース３９のみに連通さ
せる状態と連結ホース４５のみに連結させる状態とに切
り換えるようになっている。これら、切換弁４８および
空気圧縮機４９は、筐体４７内に設けられたコントロー
ラ５０に電気的に接続されている。このコントローラ５
０は、空気圧縮機４９とともに外部電源５１に接続され
ており、外部電源５１からの切換弁４８への電力供給の
制御を行う。

【００１３】次に、上記構成の水質浄化装置１１の作動
を以下に説明する。外部電源５１から空気圧縮機４９と
コントローラ５０とに電力が供給されると、空気圧縮機
４９が駆動状態になる。そして、コントローラ５０が切
換弁４８で該空気圧縮機４９から連結ホース３９を介し
て空気噴出管３６に向け圧縮空気を供給させると、該圧
縮空気は空気噴出孔３７から噴出され吸込管２７の第一
管部２４内で気泡となって下から上へ移動し、この気泡
の移動で、該吸込管２７の第一管部２４内に上方への水
流すなわちエアリフトが生じて、集水フィルタ３２の吸
込孔３１から処理部３３の中心近傍の水を吸い込んで、
開口部２４ａから処理部３３の外部に排出させる。これ
により、強制的に浄化フィルタ３４の外側の水が、円筒
部１６の通水孔１５、円板部１８の通水孔１７および円
板部２１の通水孔２０の全方向から、処理部３３内に導
入され、処理部３３を中心に向け移動して中心の集水フ
ィルタ３２の吸込孔３１に至り、その際に、処理部３３
を構成する木炭３０に担持された好気性微生物に、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。そして、このように浄化
処理された水が集水フィルタ３２の吸込孔３１から吸込
管２７内に吸引され、該吸込管２７内を移動して上方に
突出するの開口部２４ａから浄化対象１０に排出され
る。このような水の環流で浄化対象が浄化される。

【００１４】この場合、空気圧縮機４９、切換弁４８、
連結ホース３９、連結管３８、空気噴出管３６、吸込管
２７および集水フィルタ３２が、浄化フィルタ３４の内
側から水を吸い込むことにより該浄化フィルタ３４に外
側から内側への水流を発生させるポンプ５３を構成して
いる。

【００１５】他方、コントローラ５０が、切換弁４８で
該空気圧縮機４９から連結ホース４５に向け空気を供給
させると、供給された空気は洗浄ノズル４２の空気噴出
孔４３から噴出され、気泡となって、円板部１８の通水
孔１７から処理部３３内に入り、処理部３３内を上方に
移動する。この気泡の移動による衝撃等で、処理部３３
を構成する木炭３０に振動が生じる。この振動や衝撃に
より、浄化処理を行うことで処理部３３内で増殖した好
気性微生物あるいは好気性微生物が分解し生成した物質
や処理部３３内の被処理水内に含まれる浮遊物等が木炭
から剥離等され、気泡の移動で生じる水流で空気ととも
に処理部３３内を上昇し、主として上側の円板部２１の
通水孔２０を通過して浄化フィルタ３４の外側に排出さ
れる。このようにして浄化フィルタ３４の処理部３３が
洗浄される。ここで、この場合、空気圧縮機４９、切換
弁４８、連結ホース４５、連結管４４および洗浄ノズル
４２が、浄化フィルタ３４を洗浄する洗浄装置５４を構
成している。

【００１６】以上のような構成の第１の実施の形態の水
質浄化装置１１によれば、ポンプ５３の集水フィルタ３
２の吸込孔３１の位置を浄化フィルタ３４の中心に配置
しているため、浄化フィルタ３４における、吸込孔３１
から最も遠い位置と最も近い位置との距離差が小さくな
り、よって、位置的な通水量の差が小さくなって、浄化
フィルタ３４の全体にわたって通水量が略一定すること
になる。したがって、浄化フィルタ３４の全体を有効に
使用することができる。しかも、浄化フィルタ３４の全
体にわたって通水速度も略一定することになるため、浄
化フィルタ３４に担持された微生物が被処理水中に存在
する物質を分解するに適した流速が浄化フィルタ３４の
全体で得られるため、この点からも、浄化フィルタ３４
の全体を有効に使用することができる。よって、効率よ
く浄化処理を行うことができる。しかも、浄化フィルタ
３４が周囲の全方向から通水可能とされているため、位
置的な通水量および通水速度の差が小さい状態で、浄化
フィルタ３４の全方向から通水させることができる。し
たがって、さらに浄化フィルタ３４の全体を有効に使用
することができ、効率よく浄化処理を行うことができ
る。

【００１７】さらに、空気噴出管３６から吸込管２７内
に空気を噴出するエアリフト式のポンプ５３を用いるた
め、処理部３３への水の通過による浄化は勿論、処理部
３３内への好気性微生物への空気供給と、浄化対象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。

【００１８】加えて、浄化処理ユニット１２を浄化対象
１０の水底に固定するため、浄化対象１０外の岸等に別
途設置スペースを必要とせず、施工性を向上できるとと
もに、浄化対象１０外への浄化処理ユニット１２の設置
による美観の損傷をも防止できる。加えて、空気噴出管
３６と連結管３８とを着脱自在としかつ洗浄ノズル４２
と連結管４４とを着脱自在とすることで、処理部３３を
有する浄化処理ユニット１２をパッケージ状にできるた
め、その製造性が向上でき、量産化が容易に実現でき
る。

【００１９】さらに、処理部３３の濾過材に木炭３０を
用いており、該木炭３０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（Ｃ
ａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃ
ｕ）、亜鉛（Ｚｎ）等の元素を含有しているため、木炭
３０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３０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、浄化対象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、浄化対象１０の生態
系を良好に維持することができる。

【００２０】なお、以上においては、浄化対象１０の水
底に浄化処理ユニット１２を固定する場合を例にとり説
明したが、浄化対象１０の水深が深い場合には、浮体等
で浄化処理ユニット１２を水面１０ａ下に吊り下げて保
持してもよい。

【００２１】ここで、上記のような通水孔が全面に形成
されていれば、外体２２の形状は、上記に限定されるこ
とはない。例えば、図４に概略的に示すように、立方体
形状をなしていてもよい。この場合、集水フィルタ３２
の上面の中心位置は、外体２２の幅（Ｗ）方向における
中心位置（Ｗ／２の位置）であって、奥行（Ｄ）方向に
おける中心位置（Ｄ／２の位置）であり、高さ（Ｈ）方
向における中心位置（Ｈ／２の位置）となる点に一致さ
れることになる。また、外体２２の形状を、球形状とし
てもよく、この場合、集水フィルタ３２の上面の中心位
置は、外体２２の中心位置に一致されることになる。

【００２２】次に、本発明の水質浄化装置の第２の実施
の形態を主に図５を参照して以下に、第１の実施の形態
との相違部分を中心に説明する。なお、第１の実施の形
態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
第２の実施の形態においては、集水フィルタ（吸込部）
５６が相違している。すなわち、集水フィルタ５６は、
略円筒状をなすとともに、木炭３０の径より小径の吸込
孔５７が全面に多数、径方向に貫通形成された円筒部５
８と、その一端開口部を閉塞するように設けられるとと
もに、木炭３０の径より小径の吸込孔５９が全面に多
数、軸線方向に形成された円板部６０とからなってい
る。

【００２３】この集水フィルタ５６は、開口側を吸込管
２７の第三管部２６の開口部２６ａに向けて該第三管部
２６の外側に嵌められた状態でホースバンド６２等で固
定される。この固定状態において集水フィルタ５６の円
板部６０から第三管部２６の開口部２６ａまでの距離
（ｈ）が揚水管径（ｄ）に等しくされている（ｈ＝
ｄ）。また、この集水フィルタ５６の径方向における中
心位置であって高さ方向における中心位置となる点は、
外体２２の径方向における中心位置および高さ方向にお
ける中心位置となる点に一致されている。

【００２４】これにより、さらに、集水フィルタ５６の
吸込み方向が浄化フィルタ３４の円筒部１６および円板
部２１の方向をそれぞれ向くことになるため、位置的な
通水量および通水速度の差がさらに小さくなって、第１
の実施の形態で述べた効果をさらに向上させることがで
きる。

【００２５】ここで、第２の実施の形態においても、第
１の実施の形態と同様、外体２２を立方体形状とするこ
とができ、また、外体２２を球形状とすることができ
る。ここで、外体２２を立方体形状とする場合、集水フ
ィルタ５６も略立方体形状として中心位置を一致させる
のが好ましく、また、外体２２を球形状とする場合、集
水フィルタ５６も略球形状として中心位置を一致させる
のが好ましい。

【００２６】なお、第１の実施の形態においては、集水
フィルタ３２の上面の径方向における中心を浄化フィル
タ３４の中心に一致させ、第２の実施の形態において
は、集水フィルタ５６の中心を浄化フィルタ３４の中心
に一致させる場合を例にとり説明したが、これらは完全
に一致していなくとも、略一致した状態にあれば、良好
な効果を発揮することができる。

【００２７】

【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、ポンプの吸込部の位置を
浄化フィルタの略中心位置に配置してなるため、浄化フ
ィルタにおける、吸込部から最も遠い位置と最も近い位
置との距離差が小さくなり、よって、位置的な通水量の
差が小さくなって、浄化フィルタの全体にわたって通水
量が略一定することになる。したがって、浄化フィルタ
全体を有効に使用することができ、効率よく浄化処理を
行うことができる。

【００２８】また、本発明の請求項２記載の水質浄化装
置によれば、浄化フィルタが周囲の全方向から通水可能
とされているため、位置的な通水量の差が小さい状態
で、浄化フィルタの全方向から通水させることができ
る。したがって、さらに浄化フィルタ全体を有効に使用
することができ、効率よく浄化処理を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水質浄化装置の第１の実施の形態を
示す側断面図であって、浄化処理時の水および空気の流
れを矢印で示すものである。

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

【図３】本発明の水質浄化装置の第１の実施の形態の
外体および吸込管を概略的に示すもので、（ａ）は平断
面図、（ｂ）は側断面図である。

【図４】本発明の水質浄化装置の第１の実施の形態の
外体および吸込管の他の例を概略的に示すもので、
（ａ）は平断面図、（ｂ）は側断面図である。

【図５】本発明の水質浄化装置の第２の実施の形態の
集水フィルタ等を示す側断面図である。

【符号の説明】

１０浄化対象１０ａ水面１１水質浄化装置３２集水フィルタ（吸込部）３４浄化フィルタ５３ポンプ５６集水フィルタ（吸込部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浄化対象の水面下に配置される浄化フィ
ルタと、該浄化フィルタ内に配置された吸込部から水を吸引する
ポンプとを有し、前記吸込部の位置を前記浄化フィルタの略中心位置に配
置してなることを特徴とする水質浄化装置。
【請求項２】前記浄化フィルタは、周囲の全方向から
通水可能とされていることを特徴とする請求項１記載の
水質浄化装置。